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污泥基活性炭孔结构及表面官能团对有机物吸附影响 李道静 蒋文博 封 莉 张立秋∗ （北京林业大学污染水体源控与生态修复工程研究中心，北京 100083 ） 摘 要 制备污泥基活性炭是污泥资源化利用的研究热点之一，但污泥基活性炭的理化性质对于水中有机污 染物吸附的影响规律却有待深入考察。本文以城市污水处理厂剩余污泥为原料，采用氯化锌活化法制备出污 泥基活性炭（SAC），并与木质商品活性炭（MAC ）做对比，考察了两种活性炭的比表面积、孔径分布、表 面官能团及活性炭等电点（IEP ）值。并选择苯酚及硝基苯为目标物，考察两种活性炭在水溶液和有机溶剂 （环己烷）中对这两种目标物的吸附规律。试验结果表明：SAC 比表面积(195.28m2/g)小于 MAC(801.01 m2/g) ；SAC 表面以酸性基团为主，MAC 表面以碱性基团为主。苯酚与硝基苯在有机相中的吸附量均大大 高于水相中的吸附量，说明水分子竞争作用强烈，其中苯酚吸附过程受水分子的竞争作用影响较硝基苯强。 在水溶液中，疏水作用在目标物化学吸附过程中发挥主要作用，使得两种活性炭的硝基苯吸附值均高于苯酚 吸附值。SAC 对两种目标物的吸附行为更符合Freundlich 模型，表现为异质吸附；MAC 对两种目标物的吸 附行为则更符合Langmuir 模型，表现为均质吸附；SAC 的孔结构相比MAC 在物理吸附过程中不占优势， 导致对两种目标物的饱和吸附量均低于MAC 。SAC 表面化学性质使得SAC 在化学吸附过程中较MAC 更易 吸附极性较强的有机物硝基苯。在有机相中，化学吸附发挥重要作用，SAC 由于表面以酸性官能团为主， 与有机物之间的相互作用以氢键为主；MAC 由于表面以碱性官能团为主，与有机物之间的相互作用以π-π 色散力和电子供体-受体作用为主；此作用机理均导致SAC 与MAC 苯酚吸附值高于硝基苯吸附值。 关键词 污泥基活性炭；孔结构；表面官能团；苯酚；硝基苯 The effects of pore structure and surface functional groups of sludge activated carbon on the adsorption of organic pollutants LI Dao-jing, JIANG Weng-bo, FENG Li, ZHANG Li-qiu ∗， (The research center of water source pollutants control and eco-restoration project in Beijing Forestry University, Beijing 100083, China) Abstract Production of sludge based activated carbon (SAC) is one of the research hotspots on sludge recycling. However, the influence of SAC’s physicochemical properties on the organic pollutants adsorption needs further investigations. In this study SAC was produced from sewage sludge in a municipal wastewater treatment plant. ZnCl2 activation method was adopted in the process. The physicochemical properties of SAC were determined and compared with those of a market activated carbon (MAC), which include surface area, por