活性炭國家專精特新“小巨人”企業活性炭產學研合作

　　活性炭吸附去除三聚磷酸根離子，用活性炭處理的實用性怎么樣。

　　活性炭的吸附是減輕三聚磷酸根離子過量的一種很實用的方法。三聚磷酸根離子是一種磷酸根形式之一，主要來自洗滌劑廢水。洗滌劑廢水中的磷酸根離子在水生環境中積累，可能導致富營養化現象。富營養化的可怕影響導致大量的水生植物和大量藻類生長，從而導致氧氣消耗，酸化和惡臭的問題。使用活性炭的吸附方法是由于具有大量的孔隙率和高的比表面積，在后續的實際應用中也能很好的吸附去除去除三聚磷酸根離子。

　　活性炭對三聚磷酸鹽離子吸附的測試方法

　　通過將三聚磷酸鈉溶解在蒸餾水中制得三聚磷酸的儲備溶液。通過在錐形瓶中加入具有不同濃度的三聚磷酸鹽溶液進行批量吸附系統中的實驗。用HCl和NaOH溶液調節pH。隨后，將活性炭添加到溶液中，然后以150 rpm的速度攪拌6小時。研究了許多參數，例如三聚磷酸鹽的初始濃度，吸附劑量和pH。吸附實驗后，將活性炭與上清液分離。使用過硫酸銨破壞上清液。之后，使用UV-可見分光光度計，在880nm的波長下，測量三聚磷酸根離子的濃度。

　　對吸附三聚磷酸鹽離子的活性炭表面形態進行分析。活性炭的掃描電子顯微鏡(SEM)照片如圖1所示。我們對活性炭的表面形態被放大了1000倍和2500倍。結果證明活性炭中的碳含量為42.52%。此外，活性炭中的雜質(例如鈉，氯化物和鋁)是經過特殊活化后遺留在活性炭內的。預處理過程中使用的氫氧化鈉可能是鈉成分的來源。同時，氯化物和鋁可能是在凝結-絮凝過程中從活性炭中添加的。

　　圖1：活性炭的SEM圖像，放大率(a)為1000x，(b)為2500x。

　　其他條件對活性炭吸附效果的影響

　　三聚磷酸鹽的初始濃度的顯著增加導致活性炭對三聚磷酸鹽的去除效率下降，否則，吸附容量增加。去除百分率從68.78%降至41.82%。去除百分率的降低可能與三聚磷酸根離子數量的增加(與活性炭上活性部位的利用率相比)有關。隨著磷酸根離子初始濃度的增加，去除率會降低。反之，吸附能力的提高是由于活性炭顆粒活性位的填充，其中磷酸根離子濃度的增加導致吸附劑顆粒的解吸過程逐漸發生。在條件pH 7，三聚磷酸鹽濃度為3 mg/L，時間為6小時，活性炭量為0.01的情況下研究了活性炭量的影響。發現活性炭用量越大，去除率越高，另一方面，吸附水平降低。較高的劑量可以增加可用的活性位點，從而通過增加活性炭的重量來減少更多的三聚磷酸根離子。但是，過量的活性炭用量會導致吸附能力下降，這是由于吸附劑活性部位上的重疊或聚集導致每單位重量活性炭的有效表面積降低。

　　活性炭吸附去除三聚磷酸根離子，當溶液的pH值超過5時，隨著pH值的升高，三聚磷酸根離子的去除率顯著降低。隨著pH值的升高，活性炭吸附去除三聚磷酸根離子的去除率降低。通過三聚磷酸根離子和羥基離子之間的競爭，在活性炭的活性部位上進行吸附。相反，在低pH下，傳導的溶液中更多的氫離子導致活性位上帶正電荷是可行的。因此，三聚磷酸根離子能夠吸附在活性炭上。

　　使用活性炭對三聚磷酸根離子的吸附。活性炭對三聚磷酸根離子的最大去除率為68.45%，官能團支持的吸附容量較高，表面積也很大。因此，活性炭是可從水溶液中去除三聚磷酸根離子。由于是廢棄生物質加工制成的，所以還經濟環保。

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