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表面還原改性
表面還原改性主要是使果殼活性炭表面在適當(dāng)溫度下通過還原劑對(duì)表面官能團(tuán)進(jìn)行改性。提高含氧堿性基團(tuán)的相對(duì)含量,增強(qiáng)表面的非極性,從而提高果殼活性炭對(duì)非極性物質(zhì)的吸附性能。目前,還原改性的手段主要集中在利用H2和N2等氣體對(duì)果殼活性炭的高溫處理和氨水浸漬處理。
Menendez等[23]認(rèn)為,果殼活性炭材料的堿性主要是由于其無氧的Lewis堿表面,可以通過在還原性氣體H2或N2等氣體下高溫處理得到堿性基團(tuán)含量較多的果殼活性炭材料。李開喜等[24,25]用氨水對(duì)瀝青基果殼活性炭材料進(jìn)行處理,引入了豐富的含氮官能團(tuán),改性后的果殼活性炭對(duì)SO2的脫除效果明顯優(yōu)于常規(guī)果殼活性炭。
高尚愚等[26]利用H2改性果殼活性炭材料,研究了改性后果殼活性炭對(duì)苯酚及苯磺酸吸附能力。結(jié)果表明,氫氣改性后的果殼活性炭材料孔隙性質(zhì)沒有明顯的變化,但是由于表面含氧官能團(tuán)特別是含氧酸性官能團(tuán)的顯著減少,使得果殼活性炭對(duì)苯酚的吸附能力提高近2.5倍。
2.2.3 負(fù)載金屬改性
負(fù)載金屬改性的原理大都是通過果殼活性炭的還原性和吸附性來實(shí)現(xiàn)。首先通過液相沉積的方法在果殼活性炭表面引入特定的金屬離子,然后利用果殼活性炭的還原性,將金屬離子還原成單質(zhì)或低價(jià)態(tài)的離子。通過金屬或金屬離子對(duì)被吸附物較強(qiáng)的結(jié)合力,從而增加果殼活性炭對(duì)被吸附物的吸附性能。
Lotfi Monser等[27]采用四丁基銨(TBA)和二乙基二硫代氨基甲酸鈉(SDDC)對(duì)果殼活性炭進(jìn)行了浸漬處理,并將所得樣品用于電鍍廢水中的銅、鉻、鋅以及氰化物的脫除工藝中,取得了良好的效果。結(jié)果表明,TBA改性的果殼活性炭對(duì)氰化物吸附容量是未改性樣品的近5倍;SDDC改性的果殼活性炭對(duì)銅、鉻、鋅離子吸附效果分別是未改性樣品的4倍、2倍和4倍。
Klinik等[28]經(jīng)過研究表明,果殼活性炭負(fù)載Co,Ni,Mg和V化合物后脫除SO2的能力明顯提高。這是由于負(fù)載后果殼活性炭表面生成的Co(OH)2、Ni(OH)2,MnO2和V203微晶,增強(qiáng)了果殼活性炭的脫硫活性。
Davini等[29]研究了V,F(xiàn)e,Ni,Cr金屬化合物負(fù)載到果殼活性炭上后對(duì)SO2摩爾吸附熱的影響,并將結(jié)果與S02吸附量進(jìn)行關(guān)聯(lián)。結(jié)果表明:負(fù)載金屬的類型和負(fù)載量對(duì)S02的吸脫附性能有很大影響。
劉慧英等[30]利用H2S改性果殼活性炭,使果殼活性炭表面形成含硫元素的集團(tuán)(C-S),使其對(duì)Pb2+的吸附能力成倍地提高。由于硫元素與Pb2+的結(jié)合能力比氧元素對(duì)Pb2+的結(jié)合能力強(qiáng),使改性果殼活性炭對(duì)Pb2+有更強(qiáng)的吸附能力。
目前,隨著果殼活性炭應(yīng)用范圍的推廣,對(duì)果殼活性炭的改性日益引起人們的關(guān)注。除了上述介紹的方法之外,目前國內(nèi)外主要的改性方向有:針對(duì)特定的應(yīng)用領(lǐng)域及目的,選擇能夠控制炭化產(chǎn)物表面組成的原料,通過合適的活化工藝獲得最大的比表面積及達(dá)到特定的目的。例如,對(duì)果殼活性炭進(jìn)行表面處理,增強(qiáng)其憎水性及抗氧化性。Srinivasan等[31]和Frederick等[32]對(duì)在果殼活性炭表面獲得高密度的微孔數(shù)量的方法做了研究; Muller等[33]和Yoichiro等[34]對(duì)獲得憎水性的果殼活性炭表面做了研究; Koh等[35]對(duì)獲得抗氧化性的果殼活性炭表面做了研究; 張勇等[36]報(bào)道了炭/炭復(fù)合材料高溫抗氧化的研究進(jìn)展
目前主要的處理方法有:添加活化劑[37]、高溫處理[38]、低溫等離子技術(shù)[39,40]、碳沉積[41]和微波法[42]等。 鞏義市東方凈水材料有限公司,是繼鞏義市東方給排水材料廠的基礎(chǔ)上改制的新型股份制企業(yè)。二十多年來公司本著“追求品質(zhì);盡善盡美”的企業(yè)經(jīng)營理念,不斷開發(fā)聚合氯化鋁等凈水藥劑,擴(kuò)大企業(yè)規(guī)模,生產(chǎn)設(shè)備一流,技術(shù)力量雄厚。產(chǎn)品已有聚合氯化鋁擴(kuò)展到環(huán)保填料等六大系列,三十多個(gè)品種。質(zhì)量優(yōu)于國內(nèi)同行業(yè)之首,它適用于各種過濾器、離子交換器、無閥濾池、虹吸濾池、移動(dòng)式供水設(shè)備及微濾、超濾、反滲透、游泳池、海水淡化等水處理設(shè)備,是自來水公司、污水處理廠、造紙、制藥、釀造、電力、冶金、ú氣、紡織、印染、石油、化工行業(yè)的理想產(chǎn)品,用戶遍布全國20多個(gè)省、市及出口東南亞國際市場(chǎng)。
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