活性炭吸附法處理含重金屬廢水

表面化學對 活性炭的重金屬吸附有重要影響。在吸附過程中，活性炭表面或孔道內的官能團可與重金屬發生離子交換或螯合等化學作用[10]，化學作用因表面官能團種類與性質不同而不同，因此通過引入特定吸附性能的官能團能夠有效提高活性炭對特定金屬離子的吸附性能[11-13]。研究表明，活性炭類材料表面引入堿性基團使之提供可選擇的表面多樣性，將促進該類材料滿足分離?催化?材料和生物技術等領域更廣泛應用的需要[11]。謝國仁等[12]通過乙二胺改性淀粉發現，新型氨基改性淀粉對鉛(II)吸附性能有較大提高;高潔等[13]通過二乙烯三胺改性反應成功制備了多胺螯合樹脂，研究發現，其在對Cu(II)的吸附上表現出良好的吸附性能;張青梅等[14]成功地將胺基官能團嫁接到樹脂表面，使得其對Cd2+?Ni2+ 吸附性能有較大提升。李坤權等[15]研究發現，乙二胺改性能有效增強生物質介孔炭對鉛的吸附性能。 　　本研究以甘蔗渣為原料?磷酸為活化劑通過一步活化法成功制備高中孔率的生物質活性炭，在此基礎上，通過L9(34)正交實驗，詳細探討了硝酸濃度?硝酸氧化時間?乙二胺用量和乙二胺改性時間等多胺改性因素對乙二胺改性生物質鉛(II)吸附的影響與機制，并根據正交實驗數據結果分析了不同條件下乙二胺改性生物質樣品對鉛(II)的等溫吸附特性與機理，將為定向制備高效吸附鉛(II)的多胺改性生物質炭材料提供數據支持與理論依據。   　　1 材料與方法   　　1.1 試劑和儀器   　　甘蔗渣?磷酸?硝酸?乙二胺(EDA)?N， N-二環己基炭酞亞胺(DCC)?硝酸鉛等化學試劑均為分析純，涉及用水均為去離子水，主要儀器包括amicus型X射線電子能譜儀(島津公司)，利用德國Bruker公司TENSOR27FT-IR型紅外光譜儀掃描60次，作紅外譜圖;3H-2000Ps2型比表面與孔徑分析儀(北京貝士德儀器科技有限公司)，火焰原子吸收分光光度計(北京普析通用A3型)，智能微波炭材料制備系統(南京宇電自動化科技有限公司)?酸度計(PHS-2C，上海康儀儀器有限公司)，集熱式磁力攪拌器(DF-Ⅱ型，金壇市金祥龍電子有限公司)等。   　　1.2 材料的制備   　　將甘蔗渣日曬?清洗?烘干后用粉碎機粉碎?過50目篩。取20g甘蔗渣于1∶1.5浸漬比(質量比)下在磷酸溶液中浸漬24h，之后將上述浸漬后的料在105℃下烘干6h，再放置于管式爐中，在氮氣流保護下，以5℃ /min升溫至活化溫度500℃，達到活化溫度后恒溫90min。將活化后的樣品用0.1mol/L鹽酸粗洗3h，再用熱蒸餾水洗至pH>7，烘干之后將活性炭研磨過篩，得蔗渣基中孔生物質炭。該生物質炭的亞甲基藍值為220mg/g，BET比表面積938m2/g，總孔容為1.49cm3/g，介孔孔隙率為90.7%。