活性炭改性方法及其在水處理中的應(yīng)用

王莘

0 引言

活性炭本身具有較高的安全性、耐熱、耐酸堿、吸附性強(qiáng)的特點(diǎn)，這是一種環(huán)境友好型的吸附劑。另外，活性炭還能夠?qū)⒐I(yè)水中的重金屬進(jìn)行吸附，將水中的異味去除，澄清水中的微生物。正是由于活性炭的特點(diǎn)是比較明顯的，這樣在一定水處理中得到了一定的重視。但是由于普通的活性炭是存在一定的問(wèn)題，比如說(shuō)吸附性并不是很好，孔容比較小等，同時(shí)再加上電化學(xué)性質(zhì)等方面的限制，就會(huì)使得其出去污染物的能力有著很大的限制，這樣是沒(méi)有辦法滿足水處理的要求。因此，就應(yīng)該要對(duì)活性炭的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行改性，進(jìn)而提高其水處理的能力，增加其吸附的能力。

1 活性炭的改性方式

1.1 表面氧化改性

表面氧化改性主要就是利用氧化劑來(lái)對(duì)活性炭處理，這樣在一定的程度上必然就會(huì)使得活性炭的表面官能團(tuán)發(fā)生一定的變化，這樣在一定的程度上是能夠提高其含氧的官能團(tuán)數(shù)量，使得活性炭提高了其親水的性能，這樣必然也就會(huì)提高了其吸附能力的改性方法，一般會(huì)用到的氧化劑有臭氧、雙氧水等。對(duì)表面的氧化性進(jìn)行改性在一定的程度上能夠使得表面上的形狀會(huì)更加的均勻。

1.2 表面還原改性

表面還原改性主要是利用活性炭的表面功能對(duì)其進(jìn)行還原的改性，這樣在一定的程度上是能夠增加活性炭表面上的氧堿基基團(tuán)的含量，使得表面極性增加，使得活性炭對(duì)于非極性物質(zhì)的吸附能力大大的增加。比較常用的還原劑主要有氮?dú)?、氫氧化鉀等?/p>

1.3 負(fù)載金屬改性

負(fù)載金屬改性主要就是通過(guò)一些可溶性鹽將金屬離子負(fù)載到活性炭的表面上，這樣在高溫中就會(huì)使得碳原子發(fā)生氧化還原，進(jìn)而發(fā)生碳缺失情況，達(dá)到擴(kuò)孔的目標(biāo)。同時(shí)，金屬離子對(duì)于某一些特定物質(zhì)還是有著很好的吸附力，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)表明通過(guò)硫酸鐵等對(duì)活性炭進(jìn)行負(fù)載的改性，在高溫中是能夠使得孔道發(fā)生一定的反應(yīng)，進(jìn)而增加了活性炭的整體孔徑。

1.4 其他改性方法

除了在上文中常見(jiàn)的改性方式之外，其實(shí)還有著很多其他的方式可以進(jìn)行改性的，比如說(shuō)酸堿改性法、等離子改性方法等。

2 活性炭在水處理中的應(yīng)用

2.1 去除有機(jī)物

經(jīng)過(guò)一系列研究表明，載有鉑金的活性炭材料在進(jìn)行氧化還原的時(shí)候是能夠起到增強(qiáng)有機(jī)酸吸附的功能。另外，相關(guān)的學(xué)者專家還研究出了活性炭改性之后對(duì)于苯吸附的情況?；钚蕴康牟煌母男苑椒〞?huì)使得其對(duì)于苯酚有著不同的吸附效果，有些相關(guān)學(xué)者將活性炭的材料先是進(jìn)行了氧化的改性，隨著在對(duì)其進(jìn)行負(fù)載改性，這樣在一定的程度上就能夠通過(guò)有機(jī)硫物對(duì)其表面上的吸附情況進(jìn)行更加深入的了解與研究，通過(guò)該種方式的探究表明了改性方法是能夠使得活性炭的表面發(fā)生很大的變化。

2.2 去除水中重金屬與重金屬離子

活性炭在改性之后是非常有利于去除水中重金屬的。在對(duì)活性炭材料進(jìn)行改性的，有吸附重金屬離子極為重要作用的氨基等活性基團(tuán)，這樣在一定的程度上能夠提高活性炭表面上的吸附能力。有些著名學(xué)者就對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了研究，該實(shí)驗(yàn)主要就是利用硝酸在高溫的環(huán)境中進(jìn)行回流一小時(shí)來(lái)對(duì)活性炭進(jìn)行氧化的改性，通過(guò)研究表明采用該種方法是能夠有效的提高活性炭中水中重金屬離子的吸附能力，大約提高有105倍左右。

2.3 去除其他雜質(zhì)

活性炭在進(jìn)行氧化處理之后，加上在高溫環(huán)境中不斷的煅燒就會(huì)對(duì)于陰離子有著極強(qiáng)的吸附能力?；钚蕴吭诮?jīng)過(guò)氧化鈉的改性之后對(duì)于河水中的殺蟲(chóng)劑相關(guān)物質(zhì)也是極強(qiáng)的吸附能力。活性炭中若是具有納米二氧化鈦的材料在一定的程度上能夠起到很好的光催化作用，進(jìn)而減少了水中甲基橙的數(shù)量。

3 總結(jié)

總而言之，活性炭本身具有較高的安全性、耐熱、耐酸堿、吸附性強(qiáng)的特點(diǎn)，這是一種環(huán)境友好型的吸附劑。通過(guò)對(duì)其進(jìn)行表面上的氧化、還原等方式對(duì)其進(jìn)行改性，進(jìn)而提高其整體的吸附能力。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于活性炭的吸附能力的改性研究是越來(lái)越重視，都在對(duì)其進(jìn)行積極的開(kāi)發(fā)，使得其在水處理中能夠起到越來(lái)越大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬俊麗，活性炭改性方法及其在水處理中的應(yīng)用，質(zhì)量探索，2016年05月。

[2]儲(chǔ)偉、李海江，活性炭改性方法及其在水處理中的應(yīng)用，化工管理，2014年04月。

[3]梁霞、王學(xué)江，活性炭改性方法及其在水處理中的應(yīng)用，水處理技術(shù)，2011年08月。

[4]吳明鉑、朱文慧，活性炭纖維的結(jié)構(gòu)調(diào)控及其在水處理中的應(yīng)用，工業(yè)水處理，2011年09月。