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金属镉被认为是对环境影响最大的重金属之一,其高毒性和环境法律的严格要求促进了含镉废水处理工艺的发展。作为含镉废水处理方法之一,活性炭吸附被广泛的运用于含镉废水的处理工艺中,尤其是用于含镉废水的深度处理。
论文选取两种材-一互花米草和互花米草厌氧发酵渣作为原料制取活性炭,测定了原料木质素、纤维素、半纤维素、灰分等含量;筛选影响活性炭性质的两个因素-注入比(磷酸:原料)和活化温度,分别在保持活化温度为500℃,控制注入比为0.5、1、2、3,以及保持注入比为1,活化温度为400、500、600、700℃的条件下制取活性炭;测定和分析各活性炭孔结构、表面官能团和表面电荷;利用制取的活性炭吸附含镉废水,分别测定吸附等温线以及pH值对活性炭吸附容量的影响;利用表征和吸附结果分析活性炭吸附机理。
论文在实验的基础上得出了以下四点结论:
1.互花米草和互花米草发酵渣制取的活性炭得率都在40%以上;互花米草发酵渣制取的活性炭得率比互花米草高10%左右,主要原因为木质素的相对含量,木质素含量越高,活性炭的得率越高。
2.微孔和中孔的结构在一定活化温度时(<400℃)已经基本形成,不随活化温度的增加而改变;随着注入比的增加,活性炭由以微孔为主变成以中孔为主,总比表面积和总孔容先增大后减少;相同活化条件下,互花米草活性炭的比表面积比互花米草厌氧发酵渣活性炭比表面积大,互花米草发酵渣在高温和高活化剂条件下容易生成含磷官能团。
3.Cd2+的吸附与活性炭表面的孔结构无关,决定Cd2+在活性炭表面吸附主要为含磷官能团和阳离子π键联合作用。
4.保持适当的磷酸注入比和活化温度可获得Cd2+吸附容量比较大的互花米草活性炭。例如注入比为1,活化温度为700℃的互花米草活性炭吸附容量可达54.3 mg/g。