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铬在活性炭上还原吸附的分解机理‘活性炭在工业方面的发展状况

2021-03-29 | 70

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铬在活性炭上还原吸附的分解机理


铬及其化合物广泛应用于现代工业,地下水、地表水和土壤污染铬已经重视环境问题,如经常泄露事故,成为低效的污染控制方法。 根据铬的氧化状态,Cr(VI  )和Cr(III  )具有不同的化学行为和生物毒性,需要去除后再排出。 从水溶液中除去化学还原、离子交换、沉淀、吸附等Cr(VI  )的方法很多。 最常见的方法是利用活性炭、氧化铝吸附、粘土、沸石作为吸附材料。 遗憾的是,这些材料没有把Cr(VI  )转换成Cr(III  )的能力,带来有限的吸附效果,难以从水性介质中分离和回收。
活性炭复合材料的制备:将nZVI的乳液、十二烷基苯磺酸钠和无水乙醇混合,在氮气保护下分散在机械分散器中12小时。 分散后,将乳液100 mL、活性炭200 g、去离子水200 mL依次添加到1000 mL玉米烧瓶中,在水平振子上以240 rpm的速度振动。 振动12小时后,用去离子水清洗混合物,在真空干燥机中在45下干燥一晚得到。 活性炭去除铬的机理和性能未处理的废水从电镀厂采集,用于去除总铬的实验,如图1所示。 废水样品为淡黄色,其初始pH为4.76。 废水中总铬的浓度为292.25 mg/L,其他金属离子(Cu、Zn、As  )的总量小于0.05 mg/L。 图1 :取样地点和废水样品。 (a  )污水处理池(b  )未经处理的废水样品。 材料的合成和特征图2显示了活性炭、nZVI粒子和活性炭复合材料的宏观照片和SEM显微照片。 很明显,nZVI粒子是球形的,平均直径为40-80 nm。 稳定化处理后,可以显着减少粒子间的凝聚现象。 椰壳制成的活性炭具有丰富的微孔结构。 采用机械搅拌法,nZVI粒子表现出微小的凝聚,主要分布在活性炭的微孔中。 用去离子水清洗后,分布在活性炭表面的nZVI粒子很少。 图2 :活性炭、纳米级零价铁粒子和活性炭复合材料的宏观图和SEM微图。
铬在活性炭上还原吸附的分解机理:如图3a所示,nZVI的去除效率高于活性炭,但明显低于活性炭复合材料。 180分钟内活性炭的去除效率为17.13%,由于Cr(VI  )在酸性水中的溶解度很高,因此活性炭的物理吸附作用不明。 180分钟内nZVI的去除效率为52.45%,表明nZVI的还原去除效果优于活性炭的吸附去除效果。 nZVI粒子容易凝聚氧化,反应活性降低。 但是,由于在活性炭上负载nZVI粒子可以减少其凝聚和氧化,因此活性炭复合材料的去除效率高达94.88%。 图3 :使用不同材料的总铬的比较去除效率。 (a  )活性炭、nZVI及复合材料(b  )溶液中铁含量的变化(c  )活性炭复合材料具有不同的贮藏时间。 操作因素对总铬去除的影响如图4所示的a、b所示,活性炭中的nZVI量和初始浓度对总铬的去除动力学有显着影响。 初始去除率随着活性炭复合材料的给药量增加或初始浓度降低而逐渐增加,因为足够的nZVI活性位点与铬反应。 图4 :在(a  )剂量、(b  )初始浓度、(c)pH值、(d  )温度下进行的批量实验结果。 如图4(c  )所示,总铬的除去率从99.12%下降到73.56%,随着pH从3.0增加到10.0。 这表明,低pH值有利于活性炭复合材料的铬还原。 低pH下释放更多的h,加速Cr  6还原为Cr  3,除去nZVI粒子表面的氢氧化铁,生成新的活性位点。 另外,温度的增加会加速Cr的移动性,理论上会提高化学反应速度,但如图4d所示,在实际过程中没有明显的效果。 这可能是因为在提供足够的nZVI活性位点时温度不是重要的因素。

木质活性炭的数值标准有哪些?


  木质活性炭的数值标准是什么? 国家是怎样规定的? 

  木质活性炭大家应该都知道,木质活性炭标准国家实际上是明确规定的,水分、表观密度、粒度分布等,这些都有一定的数值,大家选择时也可以根据木质活性炭标准进行明确的选择。 木质活性炭的水分标准,主要按包装容器中的粒状活性炭的重量来计算,水分不得超过8%。 另外,在环境比较难以控制的情况下,由于散装运输过程中活性炭的水分量增加,因此这种情况下活性炭的水分允许超过8%。

  另外,在活性炭的粒度分布检查中,最大的活性炭不能超过15%,最小的活性炭粒状不能超过5%,但这个范围还是需要根据大家的具体要求实际选择,是有效的粒度范围,主要是0.35-1.5mm的范围在这里需要注意的使用用途不同,活性炭需要事先知道吸附能力有差异,可以用各种物质和检查方法检查吸附性能。 



活性炭在工业方面的发展状况


在社会主义市场经济的大背景下,活性炭行业的管理者们是否也应该改变既定的想法,改变目前的不利局面呢? 在目前的情况下,行业管理部门的指导和控制尤为重要。 相关技术部门和管理部门统一协调,设立有效机构,引导技术所有者和应用者之间有效接触中介,运用多种方式,如专业活性炭技术超市,定期召开技术交流会,建立活性炭技术交易所,运用网络工具,打造政府性的这种技术市场被从事活性炭技术研究的科研人员和活性炭企业界的许多有识之士所期望。

近年来,活性炭企业大量增加,缺乏统一的行业管理,企业各自为政,为了生存而压低价格,客观上造成了我国活性炭出口价格大大低于国际市场价格的局面,前者只有后者的一半或三分之一。 由于价格低廉,我们的活性炭工业在国际市场上交易量大幅增加,但这样极其低廉的价格,对严重依赖资源消耗的活性炭工业来说,确实是一大浪费。 作为世界上最大的活性炭出口国,我国的活性炭产业光进入国际市场既便宜又不够,也不利于活性炭工业的长期发展。 因此,在解决质量问题后,成立行业协会,对国内活性炭企业进行管理和价格上的自律,使我国活性炭工业生产多层化,经营秩序化进一步理顺在国际市场的价格定位,充分发挥我们的优势,巩固和加强我国活性炭工业在世界活性炭行业不可动摇的地位。