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探索活性炭的吸附原理;活性炭中氯化物对硝酸盐上的选择性

2021-05-27 | 80

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水处理活性炭在循环水中的应用


电厂的水经常来自地表水、地下水、沿海和淡水不足地区,以海水为补给水源,这些水必须用沉淀、过滤、脱盐、脱气等高纯度水设备处理,不能以海水为补给水源,需海水淡化设备处理后进入电厂的水循环系统。 在活性炭热力发电厂的水蒸汽循环系统中,对热力系统的工作介质和作为冷却介质的水有严格的水质要求,例如,高压锅炉给水不仅硬度低,溶解氧量极小,固体含量和有机物含量极小,不符合给水标准的水既安全又经发电厂设备无法安全经济的运行,需要反渗透脱盐水处理系统、复床、混床离子交换高纯水处理设备等,处理火力发电厂超高压锅炉供水。 为此,制定了火力发电厂各种用水的质量指标。 椰壳高碘值活性炭、果壳净水、软化水质、软化脱盐设备、超纯水处理设备、海水淡化设备、高纯度水设备使用活性炭时最能发挥作用。 开式循环水和闭式循环水的作用相同,都是向蒸汽机的冷凝器和辅助机械供给冷却水。 与闭式循环水不同,开式循环水不需要特殊的冷却塔,通常开式循环水电厂位于大江大河附近,冷却水取自于大江大河并排放到大江大河。

活性炭中氯化物对硝酸盐上的选择性


活性炭是电吸附过程中最常用的电极材料,如用电容器去离子水进行水脱盐。 静电电容去离子是通过与通常的活性炭构成的带电电极的静电相互作用从水溶液中除去离子的循环过程。 目前的工作探讨了盐混合物对两种不同的一价离子氯离子和硝酸盐的离子选择性。 结果表明,在吸附和电吸附的过程中,活性炭去除的硝酸盐远远多于氯化物。
吸附实验:活性炭对硝酸盐有选择性。 图1显示的是硝酸盐和氯化物不作为活性炭粒子的细孔中的浓度硝酸盐到氯化物溶液中的平衡浓度比。 观察到硝酸盐吸附,即氯化物浓度是硝酸盐的3倍。 AC的表面化学为酸性基团,主要与含氧基团官能团的存在有关。 由于离子和官能团的相互作用强度在所有离子中都不同,因此观察到了对离子优先吸附的影响。 图1还显示了将溶液中各离子与不带电活性炭的相互作用作为拟合参数表示的4条理论曲线。 这些结果表明,通常用于生产电容去离子电极的商业活性炭材料对吸附电容去离子具有有利的亲和力。
初始离子浓度对容量的去离子选择性的影响:图2a和图2b表示平衡电吸附数据分离因子中作为离子吸附容量的函数硝酸盐到氯化物溶液中的浓度比。 观察到平衡电吸附数据在增加离子吸附容量的同时,还增加了硝酸盐在氯化物供给溶液中的浓度比。 在图2b中可以看到,从硝酸盐中发现,随着氯化物的氯-浓度比初期增加,由于浓度的差异,硝酸盐和氯化物在细孔中增加。 但在达到平衡之前,优先离子的电吸附由初始浓度比决定:溶液中浓度最高的离子主要是电吸附。 充电电压对CDI离子选择性的影响:图3a显示,在这方面,分离因子随充电电压下降,但亲和效果不大,在高电压下也继续发挥重要作用。 充电和离子吸附容量随充电电压的增加而增加。 图3d表示充电效率远远低于单位,这可以通过充电工序开始时从活性炭表面解吸阳离子来说明。 硝酸盐和氯化物的电吸附:离子选择性受动力学和平衡的控制。 图4a表示硝酸盐浓度达到一定值之前连续下降约30分钟,但氯化物浓度只下降约15分钟。 之后,观察到增加氯化物溶液中的浓度,这意味着硝酸盐离子逐渐被氯化物离子取代。 支持我们优先吸附的研究结果,在硝酸盐过量氯化物平衡的情况下,还进行了两阶段的电吸附实验。 图4 :溶液中的阴离子浓度和作为时间函数的分离因子。
在这项工作中,提出了硝酸盐和氯离子的吸附和电吸附数据。 平衡时,观察到微孔中的硝酸盐优先吸附在氯化物上。 有几个促进离子优先电吸附的因素,如离子的水合尺寸、离子与活性炭表面的相互作用等。 由于硝酸盐和氯化物的水合尺寸相等,得出的结论是硝酸盐优先吸附在氯化物上是由于离子和活性炭表面的化学相互作用。

探索活性炭的吸附原理


活性炭这个词,很多人在中学教科书里听过吧。 这是专门用于处理废气和废水的清洁物质,可以改善我们的生活环境。 目前
活性炭的使用非常普遍,无论是废水还是废气处理设备,都多少使用了活性炭吸附原理。 那么,活性炭到底为什么会有强大的清洗效果呢? 如果有兴趣的话,欢迎和小编一起深入探索活性炭的吸附原理吧。

活性炭的外观看起来像黑色煤矿。 有时呈粉末状,有时呈颗粒状或块状。 主要通过加工处理烧焦的木炭具备吸附废气废水的能力。 活性炭吸附的内部有非常多的小孔,这些小孔大多是我们看不见的东西,在生产和加工的过程中会发生反应。 一些废水和废气如果流过活性炭,就会被这些小洞吸附,水、氧气和二氧化碳等物质持续从小洞流出,无法被吸附。这就是为什么一个小小的活性炭就可以吸收无数的废气和废水分子。凭借这特点,活性炭往往有重要的应用。 例如,我们熟知的工业废气处理设备,在很多设备的内部放入大量的活性炭,通过不断的处理,活性炭可以多次使用,大大提高了废气的吸收净化效率。 另外,在实验室中,将活性炭用于气体的分离和纯化也起到了很大的作用。