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廣東韓研活性炭科技股份有限公司
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閱讀：217發(fā)布時(shí)間：2021-11-29
如果使用活性炭來吸附城市廢水要達(dá)到非常低磷酸鹽水平甚至恢復(fù)磷酸鹽。那么對(duì)活性炭的性能與吸附面積有關(guān)，但孔徑分布的確切作用目前還不清楚。在這里，我們將展示在活性炭的孔徑分布對(duì)磷的吸附效果。活性炭具有不同的孔徑分布，用高錳酸鉀，接著用氯化鐵反應(yīng)形成氧化鐵涂覆活性炭處理。能量色散X射線和動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，錳停泊在活性炭是以后鐵附件重要。穆斯堡爾譜顯示出的鐵基性活性炭水鐵礦的存在。透射電子顯微鏡顯示該氧化鐵顆粒不存在于所述活性炭的微孔。磷酸鹽吸附等溫線在具有> 3的多孔區(qū)域相關(guān)低磷酸鹽濃度與鐵基活性炭和吸附進(jìn)行 吸附劑的納米，高分?jǐn)?shù)通過孔作出了貢獻(xiàn)。這些結(jié)果表明，從微孔所得活性炭的高表面區(qū)域不會(huì)在低磷酸鹽濃度有助于吸附。這可以通過微孔暫時(shí)難以與鐵氧化物納米顆粒涂層進(jìn)行說明，但除了磷酸鹽進(jìn)入這些孔隙擴(kuò)散也可阻礙。因此，建議使用具有高孔區(qū)域骨干。此信息是用于開發(fā)吸附劑特別是用于治理應(yīng)用的低磷酸鹽濃度，對(duì)于例如在城市廢水處理。
磷是生命的必需營養(yǎng)素。人類通過食物消耗的磷和磷酸鹽排泄到城市下水系統(tǒng) 。在水體如河流和湖泊，過量溶解磷酸鹽的存在，特別是作為無機(jī)正磷酸鹽，會(huì)導(dǎo)致水藻類/富營養(yǎng)化。這會(huì)影響水質(zhì)，因此影響生態(tài)系統(tǒng)。通常建議作為流出物活性炭吸附處理，以保持從污水處理廠的磷酸鹽放電下降到非常低的濃度 。活性炭正在成為水處理設(shè)施的必要成分，由于其從水中吸附幾個(gè)污染物的能力。這包括微量，有機(jī)化合物，氣味和顏色去除。活性炭具有巨大的表面積，是比較便宜的，并且在顆粒形式活性炭提供了用于再生的可能性，并重復(fù)使用。需要向特定的污染物的活性炭增加親和力，導(dǎo)致在其表面改性的研究。活性炭涂覆有不同的金屬氧化物，包括氧化鐵，以改善與磷酸鹽特異性相互作用。
在活性炭上負(fù)載使用不同的氧化劑
之中用于活性炭的表面改性的不同方法中，使用氧化劑的是的方法 。我們用我們的氧化鐵活性炭的涂層相同的方法。活性炭先前已經(jīng)通過使用硝酸涂有氧化鐵。該假設(shè)是活性炭的表面氧化引入了氧化官能團(tuán)，其中溶解的鐵反應(yīng)形成氧化鐵。我們使用了四種氧化劑來改性活性炭，即表面改性常用的氧化劑：過氧化氫，高氯酸，硝酸和高錳酸鉀。
不同的活性炭的朗繆爾參數(shù)相對(duì)于它們的表面積，鐵錨固和殘留的錳含量進(jìn)行比較。將殘余的錳是鐵加載過程后剩余的錳。以確定是否錳也起著磷酸吸附作用，氧化活性炭具有非常高錳負(fù)載(200 毫克 錳/克)，但是之前鐵錨固進(jìn)行了測試。這是在等溫線使用的磷酸鹽濃度吸附容量為3.5 毫克 P /克。這是比鐵負(fù)載活性炭的吸附能力低約3倍。因此，即使在活性炭殘余錳有助于磷酸鹽吸附，鐵有助于使大部分磷酸吸附的。表中示出了常數(shù)K ，它與吸附在較低的磷酸鹽濃度相關(guān)，而相關(guān)聯(lián)的鐵含量的吸附劑的比錳含量。
對(duì)于活性炭污水處理的研磨步驟的應(yīng)用中，我們最感興趣的是檢查在低磷酸鹽濃度(<10吸附 毫克 P / L)。因此，吸附等溫線的曲線的初始斜率是最相關(guān)的。圖中示出了不同G活性炭在他們的磷吸附能力變化特別是在較低的濃度，如由不同的斜率在曲線的初始部分來表示。
高磷酸鹽吸附容量可以通過用氧化鐵納米顆粒涂敷的高表面積的活性炭來實(shí)現(xiàn)。這項(xiàng)研究表明，水鐵礦納米顆粒可以使用高錳酸鉀的活性炭被涂覆。在活性炭作為中間步驟錳裝載是這一進(jìn)程的重要。然而這項(xiàng)研究表明，該充當(dāng)用于水鐵礦形成的前體的氧化錳顆粒粉末具有針狀具有大于10的長度的結(jié)構(gòu)納米。這一結(jié)果表明，僅在活性炭總孔隙面積的一小部分被實(shí)際涂覆有氧化錳和氧化鐵顆粒，因?yàn)樵诨钚蕴靠酌娣e通過的微孔的孔徑小于2為主納米。用不同的活性炭孔徑分布的測試表明，吸附在較低磷濃度與活性炭的孔面積非常相關(guān)。
這一結(jié)果表明，所施加的涂層的方法是于主要具有中孔的孔徑分布的主鏈。不過與主要的微孔上活性炭的應(yīng)用程序仍然可能會(huì)感興趣，如果這些微孔可以起到其他作用，比如吸附微量。磷酸鹽(在介孔)和微量(在介孔)的組合去除可能是在嚴(yán)格的要求和限制，在污水處理中達(dá)到一個(gè)有趣的前景。
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