活性炭吸附机理和再生处理-1.ppt

由于活性炭本身价格较高, 若只使用一次就丢弃极不经济, 造成资源浪费, 成本增加。如何高效再生吸附饱和的活性炭以达到经济合理利用, 已成为活性炭工业中必须重点解决的问题, 同时亦是国内外研发的热点。 * 活性炭吸附过程, 吸附质、活性炭及溶剂三者间由于亲和力的不同而形成一定的吸附平衡关系, 要使吸 附质脱离就要采取各种办法来改变平衡条件 * 目前大规模使用的传统的热再生法 微波辐射再生法作为一种高效、节能、省时的再生技术, 具有巨大的发展潜力和优势 TiO2 光催化技术是近年发展起来的一种发展前景看好的环境友好氧化技术 * 活性碳吸附作用在水污染方面的应用 Contents Click to edit text styles Edit your company slogan 1. 活性炭的概述 2.水污染的主要有害成分 3. 活性炭吸附废水中金属的机理 5.活性炭再生 4. 活性炭吸附废水中有机物的机理 活性炭的概述 活性炭是一种吸附剂 吸附剂是能有效地从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质。 吸附剂特点：大的比表面、适宜的孔结构及表面结构；对吸附质有强烈的吸附能力；一般不与吸附质和介质发生化学反应；制造方便，容易再生；有良好的机械强度等。 吸附剂可按孔径大小、颗粒形状、化学成分、表面极性等分类，如粗孔和细孔吸附剂，粉状、粒状、条状吸附剂，碳质和氧化物吸附剂，极性和非极性吸附剂等。 Click to edit text styles Edit your company slogan 活性炭的吸附原理 1、依靠自身独特的孔隙结构 2、分子之间相互吸附的作用力 活性炭的制备及优势 活性炭用木屑、果壳、褐煤等含碳物质为原料，经碳化和活化制成。有粉状（粒径为10～50微米）和颗粒状（粒径为0.4～2.4毫米）两种。通性是多孔，比表面积大。总表面积达每克500～1700㎡。 主要性能参数是吸附容量和吸附速率。 吸附容量是单位重量活性炭达到吸附饱和时能吸附的溶质量，和原料、制造过程及再生方法有关。 吸附速率是指单位重量活性炭在单位时间内能吸附的溶质量。 活性炭的性能 碳化的定义 碳化也称热解，是在隔绝空气的条件下对原材料加热，一般温度在600℃以下。有时原材料先经无机盐溶解处理后再碳化。 活化的定义 活化是在有氧化剂的作用下，对碳化后的材料加热，以生产活性炭产品。当氧化过程的温度在800-900℃时，一般用蒸汽或二氧化碳为氧化剂；当氧化温度在600℃以下时，一般用空气做氧化剂。 活性炭的制作 活性炭的制作分碳化及活化两步。 活性炭的吸附类型 活性炭吸附类型据固体外表吸附力的不一样，吸附可分三种类型： 物理吸附 化学吸附 离子交流吸附 分类吸附 物理吸附: 由分子间作用力而产生的吸附 化学吸附: 由化学键力引起的吸附 离子交流吸附:溶质的离子由于静电引力而聚集在吸附剂表面的带电点上并置换出原先固定在这些带电点上的其他离子 活性炭的影响因素 ◆与活性炭吸附能力最直接的因素是表面的氧化物复体的性能。最简单的复体可以认为是一氧化碳和二氧化碳的复体。 ◆活性炭表面氧化物的成分主要受活化过程的影响。 ◆酸性氧化物使活性炭具有极性的性质，因之倾向于吸附极性较强的化合物。 ◆活性炭表面的金属离子部位带有正电荷，对那些带有过剩电子部位的分子有吸附力，可以增加活性炭吸附的速率。 活性炭的吸附作用 对芳族化合物的吸附 非极性的 链烷化合 物在活性 炭表面的 吸附。 有关极性 分子氨基 酸及蛋白 质的吸附 资料极少 活性炭对于吸附无机物也有一定的潜力 活性炭的吸附性能是由于它的表面基团类型、比表面积和孔径的分布决定的。 水污染主要的有害成分 死亡有机质 有机和无机化学药品 磷 重金属 (汞, 铅, 镉, 镍, 硒, 砷, 铬, 铊, 铋, 钒, 金, 铂, 银等) 活性炭在重金属废水处理的应用 Huang 等用粉体活性炭探讨对Hg 2+ 的吸附, 得出在pH 为4. 0~ 5. 0时, 可有效吸附浓度为0. 2mmol/L 的Hg 2+ 99% 以上192。经表面化学修饰的颗粒活性炭, 可明显提高对金属离子的吸附。 D. Aggarwal 等用HNO3 氧化颗粒活性炭, 可使Cr3+ 的吸附量提高3 倍以上。在pH 为5. 0~ 6. 0 时, Cr3+ 的最大吸附量高达146mg/g。 活性炭吸附废水重金属的机制 静电作用机理 R ivera U trilla J. 等用臭氧活化活性炭Filtrasorb400,根据活化时间的不同得到了F10和F120。用得到的两种活性炭与原活性炭在pH = 6, T =298K时处理含Cr 3 +水溶液, 发现吸附量的大小顺