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活性炭的改性技术及其应用研究进展

作者:天旭活性炭 时间:2014-10-27 来源:本站原创
摘要:活性炭是经过特殊工艺加工而成的无定形碳,具有高度发达的孔隙结构、巨大的比表面积、多变的表面化学特征以及较高的表面活性。

       活性炭是经过特殊工艺加工而成的无定形碳,具有高度发达的孔隙结构、巨大的比表面积、多变的表面化学特征以及较高的表面活性。

       据报道,世界活性炭年均消费量大约为275000t,多作为吸附剂应用于环境中污染物的去除。

       此外,活性炭可作为催化剂载体、电极材料,还可用于分离、浓缩和脱色]等。活性炭的吸附性能由其表面物理、化学性质共同决定。

       活性炭物理性质:比表面积和孔隙结构,影响活性炭的吸附容量;

       活性炭化学性质:主要由表面官能团的种类和数量决定,影响活性炭与极性或非极性吸附质之间的相互作用。

       而活性炭的物理、化学性质与原材料、生产工艺( 活化技术)、后处理技术( 改性技术)等密切相关。

       商业活性炭即为一定生产原料经过特殊工艺加工而得的成品活性炭,其吸附性能势必受到原料和生产工艺的制约。然而目前水处理中污染物种类多、水质标准要求高,现有的商业活性炭在实际水处理的应用中具有一定的局限性。

       因此,活性炭改性技术应运而生。活性炭的改性技术即采用物理、化学或微生物的手段对活性炭进行处理,改变活性炭物理结构特性或表面化学特性,从而达到提高对特定物质吸附能力的目的。

       该研究即从化学改性、物理改性、微生物改性等方面综述了国内外活性炭的改性技术,以期为活性炭的改性研究提供参考。活性炭作为一种有效的吸附剂,其表面物理、化学特性在吸附过程中发挥着重要的作用。

       其中活性炭表面官能团,使活性炭具有一定的酸碱性和极性,很大程度上决定了活性炭吸附污染物的种类和吸附能力的强弱。因此,可通过改变这些官能团的含量,改变活性炭表面化学特性,继而改变活性炭对特定物质的选择性吸附能力。

       活性炭的化学改性,即采用物理或者化学的手段处理活性炭,改变活性炭表面固有的官能团,制得具有特定吸附性能的吸附剂。常用的化学改性技术有酸改性、碱改性、负载改性、等离子体改性等。

       天旭活性炭总结了活性炭常用的改性方法及其改性方法的特点:

       酸改性是至今为止研究得最多、技术最成熟的一种改性方法,有利于提高活性炭在水溶液中对金属离子的吸附能力;

       而加热改性、碱改性则有利于提高活性炭在对水溶液中对有机物的吸附;

       负载改性,则可针对性地在活性炭表面负载化学物质,增强其对目标物质的吸附能力;

       微生物改性,利用吸附在活性炭表面的微生物对水溶液中的有机物进行预降解,达到延长活性炭的使用寿命的目的;

       而等离子体改性技术则可最大限度保持活性炭表面物理结构,增加活性炭表面所需官能团的含量。

       活性炭的特殊性质,使其作为吸附剂在水处理中得到广泛的应用。随着活性炭改性技术的发展,可根据水环境中污染物的特性对活性炭进行特殊改性处理,从而实现活性炭在水处理中的专一化。

       目前,活性炭的改性技术仍有发展空间,表面活性剂改性活性炭去除水溶液中染料等污染物的研究还较缺乏;

       将已有改性方法联合使用进行活性炭的改性研究还不深入; 同时提高两种或两种以上污染物( 如金属离子和有机物) 去除能力的改性技术尚未成型。

       因此,可通过完善活性炭改性技术来实现活性炭在水处理中更广泛的应用。


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