汞是環(huán)境中最有毒的金屬之一。在汞減排技術(shù)中已經(jīng)有活性炭吸附技術(shù)。活性炭是通用吸附劑，已被認(rèn)為是從水中去除汞的非常有效的替代方法。污染物被固體表面吸附的有效性除其他因素之外還取決于溶劑中污染物的化學(xué)物質(zhì)的電荷以及取決于吸附系統(tǒng)的pH的吸附劑表面的凈電荷。在這項(xiàng)工作中，一般使用木質(zhì)活性炭來(lái)作為吸附劑。已經(jīng)進(jìn)行了硫酸浸漬和二硫化碳的兩次硫化處理，以提高汞捕獲的吸附能力。進(jìn)行不同溫度和溶液pH值下的分批吸附試驗(yàn)。討論了結(jié)構(gòu)特性，表面化學(xué)和操作條件對(duì)吸附能力的影響。

　　然而汞是一種重要而有用的工業(yè)材料。汞和汞化合物長(zhǎng)期以來(lái)一直被用作油墨(辰砂，紅硫化物)中的顏料，作為早期冶金(鍍金銅)和儀器儀表(溫度計(jì)，氣壓計(jì))和許多行業(yè)(從其礦石中回收黃金)通過(guò)電解鹽水等制造氯和氫氧化鈉)，或存在于它們的廢水中。一旦汞進(jìn)入食物鏈，大量的這種元素就會(huì)積累在人類(lèi)和動(dòng)物身上，對(duì)健康造成許多不利影響。為了防止由于汞的毒性引起的問(wèn)題，已經(jīng)提出了幾種技術(shù)從水介質(zhì)中除去這種金屬，包括離子交換，吸附，硫化物沉淀，電沉積，溶劑萃取和膜過(guò)程。在從水中除去痕量金屬的可用技術(shù)替代品中，活性炭吸附被認(rèn)為是經(jīng)濟(jì)上可行的。活性炭是通用吸附劑，可從各種原材料中獲得，包括工業(yè)活動(dòng)廢物。活性炭已經(jīng)發(fā)現(xiàn)從水中去除汞的一個(gè)非常有效的替代。

　　在液相中吸附是一個(gè)復(fù)雜的現(xiàn)象，因?yàn)槿苜|(zhì)和溶劑都是固體表面的競(jìng)爭(zhēng)。簡(jiǎn)言之，溶質(zhì)的吸附取決于其分子大小和化學(xué)性質(zhì)，對(duì)活性炭吸附劑的結(jié)構(gòu)性質(zhì)及其表面化學(xué)性質(zhì)的影響。溶液中的大多數(shù)汞以絡(luò)合物種形式存在，根據(jù)溶液的組成和pH值，其可以是正的，負(fù)的或中性的。情況進(jìn)一步復(fù)雜，因?yàn)閮?yōu)先吸附的物種的類(lèi)型和吸附程度可能取決于表面的離子化狀態(tài)，而這依賴于溶液pH值。如果流出物的pH值不能被改變(例如，當(dāng)大量的液體必須被檢測(cè)或當(dāng)這種改變產(chǎn)生環(huán)境問(wèn)題時(shí))，通過(guò)適當(dāng)?shù)幕钚蕴康谋砻娓男钥梢栽鰪?qiáng)污染物的吸附能力。在其他情況下，可以改變?nèi)芤旱膒H以改善吸附。

　　在過(guò)去幾年中，為了提高活性炭從水介質(zhì)中除去汞的吸附能力，開(kāi)發(fā)了表面改性活性炭已經(jīng)受到相當(dāng)大的關(guān)注。據(jù)報(bào)道，硫磺作為有利于汞吸附的元素，因此，摻入硫的表面處理應(yīng)能改善含有汞的物質(zhì)的吸附。

　　今天韓研介紹了三種活性炭作為液相中汞吸附劑的比較研究。第一吸附劑是通過(guò)用水蒸氣物理活化炭化的，第二是用硫酸和二硫化碳處理，以便將硫作為雜原子引入吸附劑表面，第三種是普通活性炭。對(duì)所有活性炭進(jìn)行捕集汞的分批吸附測(cè)定，并使用吸附等溫線來(lái)比較其性能。

　　如圖示出，以便獲得對(duì)應(yīng)于零電荷為所研究的吸附劑的點(diǎn)的pH值下進(jìn)行的質(zhì)量滴定的結(jié)果。表中總結(jié)了所研究的吸附劑的酸和堿性表面基團(tuán)和pH PZC的結(jié)果。

　　酸和堿性表面基團(tuán)的分析表明，與 改性固體的結(jié)構(gòu)性質(zhì)發(fā)生變化相比，使用H 2 SO 4進(jìn)行硫化處理，與活性炭吸附劑相比，增加了兩種位點(diǎn)的數(shù)量，表面化學(xué)變化。(酸基：堿性基團(tuán))比率表示由于這種硫化處理而導(dǎo)致的表面化學(xué)性質(zhì)的變化。

　　與活性炭吸附劑相比，在AC-CS 2吸附劑中觀察到表面基團(tuán)的數(shù)量和類(lèi)型的更重要的變化，這不僅是因?yàn)榱蚧�吸附劑的結(jié)構(gòu)變化，而且還與表面化學(xué)變化有關(guān)，基本上通過(guò)每克吸附劑的酸和堿性基團(tuán)的數(shù)量和(酸基團(tuán)：堿性基團(tuán))比例基本上測(cè)量，與未處理的吸附劑基本上不同。對(duì)應(yīng)于硫化活性炭的pH PZ0值與未處理固體的pH PZ0 值顯著不同，其預(yù)測(cè)三種固體與溶液的pH的不同行為。

　　在固定pH和溫度下對(duì)活性炭的吸附數(shù)據(jù)的分析表明，最高的吸附能力對(duì)應(yīng)于AC-H 2 SO 4 吸附劑(k Freundlich參數(shù)的最高值)，這主要是由于變化在由硫酸引發(fā)的固體的結(jié)構(gòu)性質(zhì)中。與活性炭吸附劑相比，這種硫化處理產(chǎn)生了表面化學(xué)性質(zhì)的輕微變化。

　　當(dāng)使用二硫化碳作為硫化劑(與AC和AC-H 2 SO 4 吸附劑對(duì)應(yīng)的那些相比時(shí)，不同的1 / n Freundlich參數(shù))產(chǎn)生了表面化學(xué)的更重要的變化。該改性平衡了不均勻的結(jié)構(gòu)變化，改性固體的汞吸附能力高于未處理的吸附劑。這些結(jié)果與對(duì)應(yīng)于表面酸和堿性基團(tuán)的結(jié)果一致。

　　活性炭汞溶液吸附研究結(jié)果

　　活性炭是從水溶液中吸附的汞的優(yōu)良吸附劑，并且其吸附劑效率可以通過(guò)其表面化學(xué)改性來(lái)提高。吸附劑容量的改善不僅取決于表面改性，還取決于溶液中溶質(zhì)的電荷。這兩個(gè)因素取決于溶液的pH值。活性炭表面硫化處理在零充電點(diǎn)，固體的質(zhì)地性質(zhì)(基本比表面和孔徑分布)以及酸和堿性表面基團(tuán)的數(shù)量中產(chǎn)生重要的變化。

　　從上述因素的分析可以解釋活性炭的吸附能力與溶液的pH的依賴關(guān)系。溫度對(duì)所研究的固體的吸附性能沒(méi)有顯著的影響。觀察到隨溫度的吸附容量的輕微增加。這種行為是由于當(dāng)溶質(zhì)分子將溶劑分子取代到固體表面時(shí)發(fā)生的能量變化。　最后得出結(jié)論，用硫酸表面處理對(duì)活性炭的多孔結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生重要的變化，達(dá)到最高吸附水平。用二硫化碳進(jìn)行的硫化處理也在固體中產(chǎn)生重要的變化，織構(gòu)性質(zhì)和表面化學(xué)性質(zhì)。在這種情況下，表面積和孔體積的減少由汞吸附的有利的表面化學(xué)物質(zhì)平衡，這使得該活性炭比未處理的活性炭更好。

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