氧化改性和热处理联合作用后活性炭吸附六价铬的研究

����年第��卷第�期精细化工收稿日期�����������基金项目�国家自然科学基金海外及港澳学者合作研究基金�����������作者简介�史文悦��������女�浙江嘉兴人�硕士生�从事生物质基活性炭制备及其处理水中重金属的应用��通讯作者�曾淦宁�副教授�硕士生导师�从事海洋环境科学等领域的研究工作���������������������������氧化改性和热处理联合作用后活性炭吸附六价铬的研究史文悦��游翰章��丁一梅��李赵?��曾淦宁�����浙江工业大学海洋学院�浙江杭州���������浙江工业大学化学工程学院�浙江杭州�������摘要�采用不同浓度硝酸氧化联合热处理的方法对活性炭����进行表面化学改性�并研究了改性之后活性炭的������的吸附性能以及溶液初始浓度����温度和时间等因素对其吸附性能的影响�研究发现�在空气氛围下�经�����的沸腾的硝酸溶液氧化�������条件下马弗炉热处理��后活性炭��������的������的吸附性能最好�饱和吸附容量为������������比��增加了������������溶液��是������的������吸附性能的主要影响因素������������达到最大吸附值�������的������吸附规律符合���������准二级反应速率模型�������在������表面的吸附行为主要以化学吸附为主�关键词�活性炭�硝酸�热处理��������吸附文章编号��������������������������活性炭����是由含碳物质经原料处理�炭化活化后制备而成的外观黑色�内部孔隙发达�比表面积大�吸附能力强的一类微晶质碳�是一种环境友好型吸附剂�在高��条件下�活性炭对水溶液中的金属大多具有较好的吸附性能�但由于������的存在�其对������却是例外����这在一定程度上限制了活性炭在含铬废水处理中的广泛应用�因此近年来许多研究致力于活性炭的改性�如纳米材料包裹�添加���等杂原子改性�化学氧化改性等����其中氧化改性是目前最为常见的一种方法�氧化改性虽然会破坏活性炭的表面物理结构�但是却可以增加活性炭表面酸性含氧官能团的含量�增加活性炭表面极性�从而增强对������的吸附能力�在众多氧化剂中�����是最常用的氧化剂�可显著增加活性炭表面含氧官能团数量�但是当硝酸溶液质量浓度大于���时�改性活性炭结构发生明显改变�主要是由于硝酸的强氧化作用导致孔壁坍塌�破坏了活性炭的孔径结构����单独的强氧化剂改性后活性炭孔道却容易堵塞�影响活性炭吸附能力特别是饱和吸附容量�热处理后虽然比表面积可以得到较大的改善�但同时其表面含氧官能团的损失也较大�如刘桂芳���等用����氧化改性与����处理�联合��保护高温热处理对活性炭表面物理化学性质改性研究表明�在经���������的����溶液在���水浴中回流��氧化改性后�活性炭表面羧基等含氧官能团总含量增加�����������������强氧化作用对活性炭孔壁的破坏�导致表面物理结构被严重破坏�����降低了约����刘守新���等通过对活性炭进行����氧化与��保护��������������������������������������������条件下高温还原处理联合改性�结果表明�����氧化可以显著改变活性炭表面化学性质�增加其表面酸性含氧官能团含量�经��保护高温还原处理后�尽管改性活性炭的比表面积增加�吸附容量显著增加�但表面含氧官能团分解明显�因此�寻找最优化的氧化热处理联合作用方法具有较好的研究意义�本文选取不同质量浓度的����溶液作为氧化剂对活性炭进行氧化处理�并且在氧化处理之后使用马弗炉在�����空气氛围的条件下热处理��完成改性�利用�����������滴定���������等表征分析技术手段对活性炭表征�以������吸附性能为综合评价指标�选取最优的改性方案�并研究溶液���温度�吸附时间�溶液初始浓度等因素对活性炭������吸附性能的影响��实验部分���改性活性炭的制备以唐山建新活性炭有限公司的颗粒状椰壳活性炭为原料�用沸腾的去离子水清洗���次�并在����烘箱中干燥���后储存备用�����按������������溶液的比例将��分别与质量分数分别为�������������������的沸腾的����混合�室温下静置氧化���经氧化的��用沸腾的去离子水洗至滤液��不变后在����烘箱中干燥����分别标记为�����������������������������������将����������������������������������放入马弗炉中�在空气氛围�����条件下灼烧���自然冷却至室温�灼烧过程中设置马弗炉升温