多孔炭結(jié)構(gòu)調(diào)控及其在飲用水凈化中的初步應(yīng)用.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國人口持續(xù)增多,用水量也急劇增大,水污染日益嚴(yán)重。目前國內(nèi)絕大多數(shù)水處理廠主要采用混凝,沉淀,過濾,液氯消毒等常規(guī)水處理工藝,凈化效果非常有限,很難達(dá)到日益苛刻的飲用水標(biāo)準(zhǔn)。另外,管道中的二次污染也會降低飲用水的質(zhì)量,造成我國目前飲用水水質(zhì)較差。因此,水質(zhì)凈化新技術(shù)的開發(fā)已成為亟需解決的重要問題之一。
　　 活性炭和活性炭纖維都屬于多孔炭材料,由于它們具有豐富的孔隙結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)結(jié)構(gòu),因此在吸附、催化等領(lǐng)域

2、應(yīng)用廣泛。多孔炭優(yōu)異的吸脫附功能有望在飲用水深度處理中得到廣泛應(yīng)用。本文以市售的椰殼基活性炭和粘膠基活性炭纖維為原料,分別以雙氧水和磷酸氫二銨為浸漬劑對其進(jìn)行浸漬處理,然后對其進(jìn)行二次炭化、活化來調(diào)控其結(jié)構(gòu),以期提高多孔炭的凈水效果。考察了不同工藝條件下多孔炭對苯、碘、亞甲基藍(lán)吸附的影響,提出了多孔炭結(jié)構(gòu)調(diào)控的最佳工藝參數(shù),并利用氮氣吸附和紅外光譜對多孔炭進(jìn)行了分析。
　　 研究結(jié)果表明調(diào)控工藝條件對多孔炭材料的吸附性能影響顯著

3、,活性炭的最佳調(diào)控工藝條件為:雙氧水濃度為30％,雙氧水浸漬時間為4h,雙氧水溫度30℃,炭化溫度650℃,炭化時間30min,活化溫度870℃,活化時間60min。改性后活性炭的苯吸附值、碘吸附值分別由改性前的134.54 mg/g、429.36 mg/g增大為448.78mg/g、840.92mg/g;活性炭纖維的最佳調(diào)控工藝條件為:磷酸氫二銨濃度為10％,浸漬時間為60min,活化溫度為850℃,活化時間為30min,改性后活性炭

4、纖維的苯吸附值、亞甲基藍(lán)吸附值分別由改性前的189.66mg/g、90.48mg/g增大為845.74mg/g、263.64mg/g。氮氣吸附測試表明經(jīng)過調(diào)控改性后,多孔炭的總孔容、比表面積和中孔率都得到明顯提高。紅外分析表明,活性炭改性后含有-OH,C=O,活性炭纖維改性后引入了含磷官能團(tuán)。Boehm滴定表明改性后的活性炭和活性炭纖維中表面酸性基團(tuán)的含量提高。元素分析表明,活性炭含碳量、含氫量和含氧量均降低,活性炭纖維的含碳量提高,含

5、氫量和含氧量均降低。
　　 為了考察多孔炭對有機(jī)污染物的去除效果,本文用調(diào)控改性后的多孔炭去除飲用水中的苯酚,考察了投加量、吸附時間和溶液溫度、pH值對苯酚去除率的影響,研究結(jié)果表明:改性活性炭投加量為5g/L,pH值為6,溶液溫度為35℃時,活性炭對苯酚的去除率在98％以上;改性活性炭纖維的投加量為3g/L,pH值為6,溶液溫度為15℃時活性性炭纖維對苯酚的去除率達(dá)到100％。改性使活性炭和活性炭纖維去除苯酚的效果顯著提高,主