活性炭吸附法處理含重金屬廢水

表面化學(xué)對 活性炭的重金屬吸附有重要影響。在吸附過程中，活性炭表面或孔道內(nèi)的官能團(tuán)可與重金屬發(fā)生離子交換或螯合等化學(xué)作用[10]，化學(xué)作用因表面官能團(tuán)種類與性質(zhì)不同而不同，因此通過引入特定吸附性能的官能團(tuán)能夠有效提高活性炭對特定金屬離子的吸附性能[11-13]。研究表明，活性炭類材料表面引入堿性基團(tuán)使之提供可選擇的表面多樣性，將促進(jìn)該類材料滿足分離?催化?材料和生物技術(shù)等領(lǐng)域更廣泛應(yīng)用的需要[11]。謝國仁等[12]通過乙二胺改性淀粉發(fā)現(xiàn)，新型氨基改性淀粉對鉛(II)吸附性能有較大提高;高潔等[13]通過二乙烯三胺改性反應(yīng)成功制備了多胺螯合樹脂，研究發(fā)現(xiàn)，其在對Cu(II)的吸附上表現(xiàn)出良好的吸附性能;張青梅等[14]成功地將胺基官能團(tuán)嫁接到樹脂表面，使得其對Cd2+?Ni2+ 吸附性能有較大提升。李坤權(quán)等[15]研究發(fā)現(xiàn)，乙二胺改性能有效增強(qiáng)生物質(zhì)介孔炭對鉛的吸附性能。 　　本研究以甘蔗渣為原料?磷酸為活化劑通過一步活化法成功制備高中孔率的生物質(zhì)活性炭，在此基礎(chǔ)上，通過L9(34)正交實(shí)驗(yàn)，詳細(xì)探討了硝酸濃度?硝酸氧化時間?乙二胺用量和乙二胺改性時間等多胺改性因素對乙二胺改性生物質(zhì)鉛(II)吸附的影響與機(jī)制，并根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果分析了不同條件下乙二胺改性生物質(zhì)樣品對鉛(II)的等溫吸附特性與機(jī)理，將為定向制備高效吸附鉛(II)的多胺改性生物質(zhì)炭材料提供數(shù)據(jù)支持與理論依據(jù)。   　　1 材料與方法   　　1.1 試劑和儀器   　　甘蔗渣?磷酸?硝酸?乙二胺(EDA)?N， N-二環(huán)己基炭酞亞胺(DCC)?硝酸鉛等化學(xué)試劑均為分析純，涉及用水均為去離子水，主要儀器包括amicus型X射線電子能譜儀(島津公司)，利用德國Bruker公司TENSOR27FT-IR型紅外光譜儀掃描60次，作紅外譜圖;3H-2000Ps2型比表面與孔徑分析儀(北京貝士德儀器科技有限公司)，火焰原子吸收分光光度計(北京普析通用A3型)，智能微波炭材料制備系統(tǒng)(南京宇電自動化科技有限公司)?酸度計(PHS-2C，上海康儀儀器有限公司)，集熱式磁力攪拌器(DF-Ⅱ型，金壇市金祥龍電子有限公司)等。   　　1.2 材料的制備   　　將甘蔗渣日曬?清洗?烘干后用粉碎機(jī)粉碎?過50目篩。取20g甘蔗渣于1∶1.5浸漬比(質(zhì)量比)下在磷酸溶液中浸漬24h，之后將上述浸漬后的料在105℃下烘干6h，再放置于管式爐中，在氮?dú)饬鞅Ｗo(hù)下，以5℃ /min升溫至活化溫度500℃，達(dá)到活化溫度后恒溫90min。將活化后的樣品用0.1mol/L鹽酸粗洗3h，再用熱蒸餾水洗至pH>7，烘干之后將活性炭研磨過篩，得蔗渣基中孔生物質(zhì)炭。該生物質(zhì)炭的亞甲基藍(lán)值為220mg/g，BET比表面積938m2/g，總孔容為1.49cm3/g，介孔孔隙率為90.7%。