活性炭国家专精特新“小巨人”企业活性炭产学研合作

　　活性炭去除水中的4-硝基酚，硝基芳香族化合物通常具有很高的毒性，由于它们的平均致死浓度(LC50)，被归类为危险物质。因此它们属于十一种最污染物质的酚类物质。此外，大部分这些化合物沉积在水和土壤中，包括雨水，各行业的废水和饮用水。在人体中，大部分硝基酚通过吸入细小液滴通过皮肤，胃肠道或肺部吸收。他们从体内清除的速度很慢，人体的半衰期已经记录在5至14天。

　　已经报道了几种活性炭在含水介质中降解或除去4-硝基酚的方法，给水提供高水平的纯度。尽管这些技术导致氧化自由基的形成，但是这些方法中的每一种都需要各种条件以有效地去除化合物。活性炭质量对吸附的影响，研究质量是为了选择最佳质量的活性炭用于浸渍镍，因为使用约500mg活性炭，活性炭吸附约20ppm。因此，由于初始样品浓度为20ppm ，所以没有理由使用具有这种质量的过渡金属。

　　使用不同的质量对活性炭的4-硝基酚吸附容量清楚地表明，在较低的质量下，以mg g-1表示的吸附容量较高，尽管这是在较高的饱和时间获得的。这偏离了预期，因为吸附容量应该标准化为每克吸附剂，因此应当独立于所使用的吸附剂质量。这个意想不到的结果主要是由于扩散问题，例如摇动，意味着当降低间歇系统中的扩散阻力时获得更高的效率，导致4-硝基酚溶液更均匀的分布，同时溶液之间质量增加的接触减少和吸附剂。

　　图1.显示了质量对活性炭吸附曲线的影响，证明在进行镍研究时使用较低质量来分析使用该材料可能的吸附容量和饱和时间的变化。

　　镍含量对间歇和连续体系吸附活性炭容量的影响

　　对于含有不同含量镍的活性炭吸附剂，随着金属含量的增加，从弱到弱的部位的酸强度增加。这是因为镍浸渍会增加酸度，导致总酸度的增加，而这又被这种方法所识别。还可以推断出零电荷值随着金属含量的增加而增加，从涂覆分数值的增加看，从活性炭上镍覆盖的表面的12%变为62%当镍含量提高到6%时，覆盖的表面被覆盖。还可以看出，在该百分比以上，镍均匀地散布在活性炭的表面上。这些结果与酸性位点密度的结果是一致的，随着金属含量的增加，酸性位点密度也随之增加，只有当Ni含量为6%时才降低，从而排除了金属在表面结块的可能性。因此，减少只能是由于覆盖活性部位的金属。

　　分析间歇体系中的吸附容量，可以看出添加金属镍不会增加任何含量水平的吸附容量或减少饱和时间(约320分钟)，尽管这是在连续系统中观察。这是因为在后一种体系中，由于受控样品流量为1.5 mL min -1，未观察到扩散现象，明显改善了样品与吸附剂之间的接触时间。

　　考虑到这一点，在连续体系中，没有浸渍金属的活性炭具有5.45mg的4-硝基酚(g ads)-1的吸附能力，这与用2%Ni浸渍的活性炭所获得的值相比非常低，达到31.26mg 4-NP(g 硝基酚)-1。这种增加可归因于镍对通过π吸附的贡献。还可以看出，由于镍含量均匀分布在活性炭上，因此在4%的金属含量下，吸附容量不会随着镍含量的降低而增加，其应该基于所有以前的表征，正如酸强度增加和酸性位点密度所证实的那样。然而，这导致了当使用连续系统时没有必要应用更高的镍含量水平，因为具有更高的镍含量，饱和时间和吸附剂的负表面电荷都降低。6%金属含量水平的较低吸附容量可能是因为镍堵塞了活性位点。这也被表征证实了。有了这个金属含量的水平，活性炭吸附剂的表面具有正电荷，因此吸附不再是平面的，而是沿着4-硝基酚分子的轴向。这是因为4-硝基酚化合物在硝基中浓缩了更高的电子密度，因此吸附不能发生在该组中，由此解释了由于吸附剂的表面基团和表面电荷引起的平面吸附。

　　活性炭吸附容量的研究表明，尽管所有研究材料均呈现一定程度的吸附，但活性炭是最佳的吸附剂，具有较高的比表面积，较低的酸强度和表面负电荷这项研究的条件，所有这些都有助于4-硝基酚化合物的平面吸附。另外，用镍浸渍导致在连续体系中通过π络合提高吸附容量。金属含量的高低对最佳吸附剂的吸附能力也起着重要的作用。最后，通过活性炭吸附除去4-硝基酚被证明是去除优先酚类化合物的一个很好的选择。

本文链接：http://www.hyhxt.net/hangye/hy595.html

查看更多分类请点击：公司资讯    行业新闻    媒体报导    百科知识