活性炭的电化学再生机理.pptx

厦门大学学报（自然科学版）活性炭的电化学再生机理张会平，傅志鸿，叶李艺，钟辉（厦门大学化学工程系，福建厦门361005）通过研究pH值对苯酚在活性炭上的吸附平衡的影响;，活性炭在不同电极上的电化学再生效率和循环再生对活性炭再生效率的影响，结合以前的有关研究结果分析认为活性炭的电化学再生过程机理中包括电脱附， NaO H碱再生， Na;ClO化学氧化等过程。实验结果表明，电化学再生活性炭具有较高的再生效率。活性炭吸附再生电化学活性炭作为一种多孔吸附材料，内部孔隙结构极其发达，其比表面积较高，具有良好;的吸附性能，在溶剂回收、空气净化、脱硫、水及废水处理等方面都得到了广泛的应用。活性炭本身价格较高，如果活性炭使用后能够进行合理再生而循环使用，势必会节约成本，减少资源;浪费。随着国民经济的快速发展及环境保护法规的严格实施，工业三废的治理日益成为人们十分关注的问题。活性炭作为一种良好的水质净化材料，广泛应用于脱除工业和城市污水中的有机;污染物。如何有效再生吸附了有机物的水处理活性炭，是一项长期有待解决的工程实际问题。长期以来，人们对活性炭的再生方法进行了广泛的研究，提出了各种再生工艺技术但都有一定的;局限性，存在着这样和那样难以克服的问题。如何开拓一项新型的基本没有二次污染的活性炭再生工艺技术，是一项既有理论意义又有实际应用价值的研究课题。本研究是国家自然科学基金;资助项目的一部分，在实验室条件下应用电化学方法再生活性炭，研究电化学再生活性炭的再生机理，为今后将电化学工程技术与化工吸附分离工程相结合，研究开发一种经济合理，技术可;行，设备简单，操作方便的电化学再生活性炭工艺技术奠定基础。1实验材料与方法本文所用活性炭吸附剂是河北保定净化材料厂生产的果核活性炭，碘值为1 000 mg /g，比表;面积为1 205 m /g.四氯化碳吸附值为58 ，强度为95 .实验所用含酚废水是由化学试剂和去离子水配制而成。实验所用电极均是采用金属铂电极。溶液中的苯酚浓度采用;4氨基安替比林铁氰化钾光度比色法进行测定。 721型分光光度计和PHS4C型PH计是厦门???析仪器厂和厦门第二分析仪器厂生产的。 X HDI型恒电位仪是厦门大学分析仪器;厂生产的。为防止活性炭上存在的无机盐及其他杂质的干扰，活性炭在使用前需进行预处理，即活性炭首先要在去离子水中煮沸约1 h，然后滤去水及活性炭粉尘，最后在105℃下烘干;24h后，密封于储罐中以备后用。实验在电化学电解槽中进行，其中有阴极、阳极和参比电极各1个，阴阳极均为金属铂电极，同时电解槽有一定浓度的辅助电解质溶液，电解质采用氯化;钠溶液。实验中，采用吸附平衡的瓶点测试方法，在一定酚水浓度和25℃温度条件下，将定量活性炭与酚水充分接触，在恒温振荡器中恒温振荡，以便活性炭吸附苯酚达到饱和，然后，将;饱和后的活性炭置于电解槽中所选择的电极上进行电化学再生，再生后的活性炭移入柱塞锥形瓶内与相同条件下的酚水进行二次吸附饱和。根据电化学再生前后活性炭对苯酚的饱和吸附量的;差异来确定其再生效率。2实验结果与讨论采用电化学方法再生活性炭的再生效率好坏，主要取决于活性炭所处的电极，所用辅助电解质的种类，辅助电解质溶液的浓度，电化学再生电流的;大小和再生时间等因素。钟辉已经进行了比较系统的研究。本文从活性炭所在电极，电化学反应的机理，间歇搅拌槽的再生，多次再生等方面来探讨活性炭的电化学再生机理，为后续研究工;作和应用奠定基础。2. 1 pH值对苯酚在活性炭上的吸附平衡的影响的影响采用盐酸与氢氧化钠来准确调节苯酚溶液的pH值，测定苯酚在活性炭的平衡吸附值，研究值对活性炭对苯;酚的吸附平衡的影响。实验结果如图1所示。从图1可以看出，苯酚在活性炭上的平衡吸附量随着溶液的pH值的增加而增加，当p H值在6～7的范围内，溶液呈弱酸性时达到最大值。;随着pH值的逐步增加，溶液碱性的逐步增强，也就是当pH值大于8时，苯酚的吸附量呈明显的下降趋势，这说明了较高p H值条件下有利于苯酚在活性炭上的脱附。2. 2再生时活;性炭所在电极对再生效率的影响实验选择为辅助电解质，电解质溶液浓度为1 ，每次用量为800 mL，电极板间距为1. 8 cm，再生时间为5 h.在不同的再生电流条件下，;分别将活性炭放在阳极或阴极上进行再生，按照前述方法测定活性炭的再生效率。实验结果如图2所示。从图2中可以看出，活性炭在阴极上的再生效率比在阳极上的再生效率明显要高，同;时随着再生电流的增大，再生效率也提高。活性炭在阴极上再生时，在电极上有十分明显的气体生？厦门大学学报（自然科学版） 2000年成，似雾状。出现的气泡不易破碎，在电解液;上方凝聚成白色泡沫。电解液略显暗褐色，电解槽中有不愉快的气味。电解液中有一定量的残留酚。活性炭在阳极上的再生效率较低，电解液透明，电