改性活性炭
活性炭改性方法及其在水处理中的应用
活性炭改性方法及其在水处理中的应用一、本文概述活性炭，作为一种广泛应用的吸附剂，因其高比表面积、优良的吸附性能和化学稳定性，在水处理领域扮演着重要角色。
然而，原始的活性炭在某些特定应用场合下可能表现出吸附容量有限、选择性不高等不足，这就需要对活性炭进行改性，以提高其在水处理中的性能。
本文旨在探讨活性炭的改性方法，并分析改性活性炭在水处理中的应用及其效果。
我们将详细介绍活性炭的改性方法，包括物理改性、化学改性和生物改性等多种方法，并阐述其改性原理和效果。
接着，我们将通过案例分析，探讨改性活性炭在水处理中的实际应用，如去除重金属离子、有机物和色度等。
我们将对改性活性炭在水处理中的应用前景进行展望，以期为推动活性炭在水处理领域的应用和发展提供参考。
二、活性炭基础知识活性炭，作为一种多孔性的炭质材料，因其独特的物理和化学性质，被广泛应用于各种领域，尤其是水处理领域。
其基础知识的掌握对于理解活性炭的改性方法以及在水处理中的应用至关重要。
活性炭主要由碳、氢、氧、氮、硫和灰分组成，其中碳元素含量一般在80%以上。
活性炭的多孔结构赋予了其巨大的比表面积和优异的吸附性能。
活性炭的孔结构包括大孔、中孔和微孔，这些孔的存在使得活性炭能够吸附分子大小不同的各种物质。
活性炭的吸附性能主要取决于其表面化学性质和孔结构。
表面化学性质包括表面官能团的种类和数量，这些官能团可以影响活性炭与吸附质之间的相互作用力，从而影响吸附效果。
孔结构则决定了活性炭的吸附容量和吸附速率。
活性炭的制备方法多种多样，包括物理活化法、化学活化法和化学物理联合活化法等。
不同的制备方法可以得到不同性质的活性炭，从而满足不同应用场景的需求。
在水处理领域，活性炭主要用于去除水中的有机物、重金属离子、色度、异味等污染物。
其吸附过程包括物理吸附和化学吸附，通过这两种吸附方式的共同作用，活性炭可以有效地净化水质，提高水的饮用安全性。
活性炭的基础知识包括其组成、结构、性质、制备方法和应用等方面。
《2024年改性生物炭的制备及其在环境修复中的应用》范文
《改性生物炭的制备及其在环境修复中的应用》篇一一、引言随着人类社会的快速发展，环境污染问题日益突出，环境修复技术逐渐成为研究热点。
改性生物炭作为一种新型的环境修复材料，因其具有良好的吸附性能、较高的化学稳定性和生物相容性，被广泛应用于重金属离子去除、有机物降解、土壤改良等领域。
本文将详细介绍改性生物炭的制备方法及其在环境修复中的应用。
二、改性生物炭的制备1. 原料选择改性生物炭的制备原料主要包括生物质废弃物和活性炭等。
生物质废弃物如农林废弃物、城市生活垃圾等，经过适当的处理和活化过程，可以转化为生物炭。
活性炭具有较高的比表面积和吸附性能，可以作为生物炭的改性剂。
2. 制备方法（1）炭化过程：将生物质废弃物进行破碎、干燥后，在无氧或限氧条件下进行高温炭化，使生物质废弃物中的有机物热解，形成原始生物炭。
（2）活化过程：将原始生物炭进行活化处理，使其具有更高的比表面积和孔隙结构。
常用的活化方法包括物理活化法（如蒸汽活化、二氧化碳活化等）和化学活化法（如磷酸活化、氢氧化钾活化等）。
（3）改性过程：将活化后的生物炭与改性剂（如活性炭、氧化剂等）进行混合、搅拌、干燥等处理，使生物炭具有更好的吸附性能和化学稳定性。
三、改性生物炭在环境修复中的应用1. 重金属离子去除改性生物炭具有较高的比表面积和丰富的官能团，可以与重金属离子发生吸附、络合等作用，从而有效去除水体中的重金属离子。
此外，改性生物炭还可以通过改变pH值、离子强度等条件，调节重金属离子的去除效果。
2. 有机物降解改性生物炭具有良好的吸附性能和催化性能，可以吸附和降解水体中的有机物。
同时，改性生物炭还可以为微生物提供生长和繁殖的场所，促进有机物的生物降解。
3. 土壤改良改性生物炭可以改善土壤的物理性质和化学性质，提高土壤的保水性和通气性。
同时，改性生物炭还可以吸附和固定土壤中的重金属离子和有机污染物，减少其对作物的毒害作用。
此外，改性生物炭还可以促进土壤中微生物的生长和繁殖，提高土壤的生物活性。
改性活性炭的制备及其对金吸附性能的研究
２０１４年 ７月 Ｊｕｌｙ２０１４岩 矿 测 试 ＲＯＣＫＡＮＤＭＩＮＥＲＡＬＡＮＡＬＹＳＩＳ文章编号：０２５４ ５３５７（２０１４）０４ ０５２８ ０７Ｖｏｌ．３３，Ｎｏ．４ ５２８～５３４改性活性炭的制备及其对金吸附性能的研究郭林中，韦瑞杰，王海潮，魏建录（河南省地质矿产勘查开发局第三地质矿产调查院，河南 信阳 ４６４０００）摘要：活性炭因具有良好的吸附性能而得到广泛应用，但其吸附能力有限。
本文采用氟化氢铵和不同浓度硝酸（０～８０％硝酸）对活性炭进行表面改性处理，利用扫描电镜（ＳＥＭ）、傅里叶变换红外光谱法（ＦＴ－ＩＲ）、ＢＥＴ氮吸附法、Ｂｏｅｈｍ滴定法对改性前后活性炭进行了表征分析，并比较了改性前后的活性炭对 Ａｕ（Ⅲ）的吸附效果。
结果表明：随着硝酸浓度的增加，改性活性炭的灰分、平均比表面积、孔隙容量、吸附孔径均有不同程度的降低，发达的微孔结构受到影响，表面性能降低不利于增加其吸附容量；但表面含氧官能团羟基、羧基数量均明显增加，活性炭的极性、亲水性、催化性能、表面电荷和骨架电子密度发生改变，对金属离子的吸附选择性和吸附能力有所提高。
２０％硝酸改性活性炭的平均比表面积、孔径容量、吸附孔径减小程度较低，酚羟基含量和含氧官能团总量分别却增加了 １６８．３％、１０９．１％；用于吸附 Ａｕ（Ⅲ）的回收率可达９９．１％，较未改性的活性炭提高最大，金测定值的精密度好（相对标准偏差为 ０．６％ ～１．４％），准确度高。
表征分析表明，改性活性炭对金的吸附是表面物理吸附和官能团化学吸附并存的过程，而且官能团化学吸附起主要作用。
关键词：活性炭；改性；金；吸附性能中图分类号：Ｏ６１４．１２３文献标识码：Ａ随着工业的迅速发展，黄金的需求量越来越大， 而金矿石的特性决定着在应用吸附工艺回收时，必 须使用吸附容量大和选择性好的吸附剂提高金的回 收率［１］。
分析 近 年 来 金 的 富 集 分 离 方 法 的 进 展 情 况可以看出，新 的 富 集 分 离 方 法 （如 泡 沫 塑 料 富 集 分离法、离子 交 换 纤 维 素 富 集 分 离 法 ）虽 然 经 近 年 的开发和研究，在生产中得到了一定范围的应用，但 是由于传统的富集分离方法，尤其是活性炭提金方 法具有工艺流程简单、金回收率高、投资省、成本低 和占地面积小等优点，仍然在目前黄金分析测定中 发挥着重要作用 。
氢氧化钠改性活性炭的实验方案
氢氧化钠改性活性炭的实验⽅案氢氧化钠改性活性炭的实验⽅案徐理想1 氢氧化钠改性活性炭的制备1.1 活性炭预处理参考⼀：活性炭样品在使⽤前⽤去离⼦⽔反复洗涤数次，以除去表⾯浮尘和杂质，直⾄洗涤过滤⽔的pH值与去离⼦⽔的pH值相同，然后105℃的烘箱中恒温⼲燥24 h。
放于⼲燥器中备⽤。
参考⼆：将⼀定量的活性炭放⼊烧杯中，加⼊适量的去离⼦⽔在电炉上加热煮沸30 min，再⽤去离⼦⽔洗涤⾄⽔变清为⽌，以除去活性炭表⾯的灰分和杂质，洗涤后的活性炭真空抽滤后放⼊烘箱中⼲燥过夜。
1.2 氢氧化钠溶液碱化活性炭取预处理后活性炭25g，于100ml不同浓度（1.0 mol/L 、2.5 mol/L、5mol/L）的氢氧化钠溶液中，将其置于恒温⽔浴振荡器中，在⽔温为６０℃下，轻微振荡2h，并浸渍24h。
改性结束后，对反应液进⾏抽滤，直⾄清洗液与蒸馏⽔的pH 值基本⼀致，然后于110 ℃烘⼲⾄恒重，即为产品。
2 表征分别对改性前后活性炭进⾏表征。
2.1 ⽐表⾯积的测定可⽤⽐表⾯积测定仪测定（可找王⼩东⽼师实验室测定）。
也可采⽤其他⽅法。
取7个洗净⼲燥的带塞锥形瓶，编号，每瓶称活性炭1g( 准确⾄毫克) ，按下表绘出的数据，配置各种不同浓度的醋酸溶液。
瓶号 1 2 3 4 5 6 7V（HAc）a/ml 100 75 50 30 20 10 5蒸馏⽔/ml 0 25 50 70 80 90 95a C(HAc)=0.4mol/l将各瓶加好样后，⽤磨⼝塞塞好，并在塞上加橡⽪套，置恒温调速震荡机中振荡，使吸附达平衡。
由于稀溶液较易达平衡，⽽浓溶液不易达平衡，因此在振荡30min 后，先取稀溶液进⾏滴定，同时让浓溶液继续振荡。
为求得吸附量应准确标定醋酸的原始浓度C0和吸附后的平衡浓度Ce，可⽤0.1mo l·dm-3的NaOH溶液滴定。
其中C0只要滴定原来0.4mo l·dm-3HAc即可。
⽽平衡浓度Ce则应在振荡完毕后，⽤带有塞上玻璃帽的橡⽪管吸取上部清洁溶液，再⽤NaOH溶液滴定。
活性炭的再生及改性进展研究
活性炭的再生及改性进展研究一、活性炭再生的意义活性炭再生的目的是为了恢复其吸附性能，延长使用寿命，减少生产成本，节约资源。
活性炭再生不仅可以减少对环境的污染，还可以实现资源的再利用，具有重要的经济和环境效益。
研究活性炭再生技术对于实现清洁生产和循环利用具有重要的现实意义。
二、活性炭再生的方法活性炭再生的方法主要包括物理法、化学法和生物法。
物理法是指采用高温脱附、压力变化等物理手段进行再生；化学法是指采用化学试剂对活性炭进行处理；生物法是指利用微生物对活性炭进行再生。
物理法和化学法是目前应用较为广泛的再生方法。
1. 物理法物理法的再生方法包括高温脱附、换热再生和压力变化等。
高温脱附是指将饱和吸附剂在高温下进行加热，通过升高温度来驱除吸附在活性炭孔隙中的物质，达到再生目的。
换热再生是指利用其他热载体通过热交换的方式来对活性炭进行再生。
而压力变化则是通过改变活性炭所处环境的压力来实现对活性炭的再生。
2. 化学法化学法的再生方法主要包括氧化法、还原法和酸碱法等。
氧化法是指将活性炭暴露在氧化剂中，使其与被吸附的物质发生氧化反应，从而达到再生的目的。
还原法则是指将氧化的活性炭暴露在还原剂中，还原被氧化的活性炭。
酸碱法是指利用酸碱溶液对活性炭进行处理，使活性炭脱附被吸附的物质。
三、活性炭改性的意义活性炭改性的目的是为了提高其吸附性能，扩大其应用领域，增加其使用寿命。
通过对活性炭进行改性处理，可以使其在医药、食品、环保等领域发挥更大的作用。
研究活性炭改性技术对于提高活性炭的使用性能具有重要的意义。
四、活性炭改性的方法活性炭改性的方法主要包括物理改性、化学改性和复合改性。
物理改性是指通过改变活性炭的外部形貌和孔结构来提高其吸附性能。
化学改性是指利用化学方法改变活性炭的表面性质和化学成分，以提高其吸附性能。
复合改性则是指通过将活性炭与其他吸附材料或催化剂进行复合，以提高其吸附性能。
2. 化学改性化学改性的方法主要包括氧化改性、硫化改性和氮掺杂改性等。
活性炭的再生及改性进展研究
活性炭的再生及改性进展研究活性炭是一种具有高表面积、强吸附能力和多孔性的吸附材料，广泛应用于环境治理、化学工业、生物医药等领域。
然而，长期的应用和多次使用后，活性炭的吸附性能会逐渐降低，需要进行再生或改性。
活性炭的再生是指通过一系列的化学、物理处理手段，使其恢复吸附能力的过程。
目前常用的再生方法主要包括热再生、化学再生和微波再生。
其中，热再生是最常用的方法，其基本原理是在高温下将吸附物从孔隙中蒸发出来，并将炭表面氧化还原，以去除表面的致密层，提高孔隙度和孔隙径。
化学再生是指通过酸、碱等化学试剂来去除活性炭表面的吸附物和残留物质，但这种方法会导致炭的孔结构和形貌发生改变，从而影响吸附性能。
微波再生是近年来出现的一种新型再生方法，它可以在较低的温度下进行再生，保持了炭的微观结构和形貌，但还需要进一步的研究和实践验证。
除了再生，改性也是提高活性炭吸附性能的重要手段。
活性炭的改性主要包括物理改性和化学改性两种方式。
物理改性包括高温炭化、氧化、表面修饰等方法，可以改变炭的孔隙度、孔径分布和表面活性位点等特性，从而提高其吸附性能。
化学改性则是通过在炭表面引入一些功能基团来扩展其吸附范围和吸附能力。
目前许多研究表明，通过铁、锰等过渡金属的离子交换或化学吸附改性可以增强炭对重金属、有害气体的吸附特性。
总之，活性炭的再生和改性可以有效提高其吸附性能和延长使用寿命，为实现清洁生产、节能减排等方面的技术创新提供了有力保障。
未来，我们需要进一步研究和开发更加高效、可持续和环保的方法来进行活性炭的再生和改性，为社会经济和环境可持续发展做出更大的贡献。
粉状活性炭的表面改性及其对吸附性能的影响
粉状活性炭的表面改性及其对吸附性能的影响活性炭作为一种广泛应用于环境保护领域的吸附材料，其吸附性能的优劣直接影响着其应用效果。
为了提高活性炭的吸附性能，可以对其表面进行改性处理。
其中一种常用的改性方法是对粉状活性炭的表面进行改性处理，通过改变其表面性质来提高其吸附性能。
本文将探讨粉状活性炭的表面改性方法，并分析其对吸附性能的影响。
在粉状活性炭的表面改性过程中，常用的方法包括物理改性和化学改性两种方式。
物理改性主要是通过改变表面形貌、孔结构以及表面电性等来提高吸附性能，而化学改性则是通过在活性炭表面引入化学官能团来改变表面化学性质。
下面将分别介绍这两种方法的具体实施以及对吸附性能的影响。
物理改性方法中，常见的包括热处理、氧化处理、负载改性等。
热处理是指通过高温处理来改变活性炭的表面形貌和孔结构，进而提高吸附性能。
例如，高温炭化可以使活性炭的孔径变得更加均匀，增加孔体积，从而提高其吸附性能。
氧化处理则是利用氧气、臭氧等气体来改变活性炭的表面性质，如增加活性炭表面上的含氧官能团，提高对有机污染物的吸附能力。
负载改性是指将其他活性物质负载到活性炭表面，例如负载金属氧化物或其他催化剂，通过催化氧化等反应来提高吸附性能。
化学改性是通过在活性炭表面引入化学官能团来改变其表面化学性质的方法。
常用的化学改性方法包括酸碱处理、氧化剂处理、表面覆膜等。
酸碱处理可以改变活性炭表面的酸碱性质，增加官能团含量，提高吸附性能。
氧化剂处理是指利用强氧化性的化学物质，在活性炭表面引入官能团，增加活性位点，从而提高吸附性能。
表面覆膜是指将活性炭的表面覆盖一层附着剂，形成保护层，提高活性炭的稳定性和吸附性能。
改性后的粉状活性炭对吸附性能的影响主要体现在以下几个方面。
首先，改性可以增加活性炭的孔体积和孔径分布，提高吸附物质分子在活性炭中的扩散速率，从而增强吸附性能。
其次，改性可以增加活性炭表面的官能团含量，提高其与目标污染物之间的亲和力，增强吸附效果。
活性炭的表面改性研究及进展
活性炭的表面改性研究及进展本文概述了活性炭的结构、性质及分类，并主要针对活性炭的物理结构、化学及电化学性质这三个方面对活性炭进行表面改性的方法做了综述，另外对改性活性炭的前景做出展望。
标签：活性炭表面改性含氧官能团活性炭是经含碳类物质加热炭化后，再经药剂或水蒸气活化而值制得的多孔性炭结构的吸附剂。
其可分为粉末活性炭、颗粒活性炭和纤维活性炭。
活性炭中的碳原子可与大部分的氢，氧以化学键的形式相结合形成有机官能团[1]。
表面官能团是影响活性炭化学性质的主要因素，而表面官能团主要以表面含氧官能团和表面含氮官能团两种形式存在。
表面含氧官能团有羧基、羰基、内酯基、醌基等，它们都能表现出一定的酸性，含氮官能团有酰胺基、酰亚胺基、乳胺基、吡咯基和吡啶基等[2-4]。
一般的活性炭存在比表面积较小、吸附选择性差、灰分较高、对水中污染物的去除有一定的局限性等缺点，因此需要对其物理结构及化学性质进行一定黏度的改性，以提高活性炭对水中污染物的去除率。
一、表面物理结构的改性活性炭表面结构的改性是指在活性炭材料的制备过程中利用物理或化学的方法来增大活性炭材料的比表面积、调整活性炭的孔隙结构及分布，使活性炭材料的吸附表面结构发生改变，从而改变活性炭材料的物理吸附性能[5]。
一般活性炭表面物理结构的改性过程分为两步：首先为了将活性炭中的易挥发成分除去，需对活性炭进行炭化处理，然后利用一些氧化性气体如H2O、CO2、O2和空气等对其进行活化处理，通过开孔、扩孔、创造新孔这一系列过程，使活性炭的孔隙结构更丰富[6]。
另外，在活化过程中，可以加入一些活化剂，这样可丰富孔隙结构，并使孔径分布更加均匀。
二、表面氧化改性表面氧化改性是指在一定的条件下利用适当的氧化剂对活性炭进行氧化处理，使活性炭表面的含氧官能团发生氧化，从而增加含氧官能团的数量及增强活性炭的亲水性[5]。
经氧化处理后的活性炭的比表面积及孔容会有所降低，活性炭的表面几何形状变得均一，而且所用的氧化剂的种类的不同会形成不同的数量和种类的含氧官能团。
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利用活性炭或者其它吸附剂可以用来去除煤气中的汞。
用活性吸附煤气中的汞可以通过以下两种方式:一种是在颗粒脱除装置前喷入粉末状活性炭[19]，吸附了汞的活性炭颗粒经过除尘器时被除去;另一种是将煤气通过活性炭吸附床[20]，此时一般用颗粒状活性炭。
垃圾焚烧炉为控制重金属汞的排放很早就采用了活性炭吸附和布袋除尘技术，选择合适的碳汞(C/g)比例，可以获得90%以上的除汞率。
对于燃煤电站锅炉的煤气除汞，适当增加碳汞(C/g)比例除汞效率可以达到60%以上。
另外，运用化学方法将活性炭表面渗入硫、氯或者碘[21]，以增强活性炭的活性，且由于硫或者碘与汞之间的反应能防止活性炭表面的汞再次蒸发逸出，可提高吸附效率。
不过直接采用活性炭吸附的方法成本较高。
据美国EAP和DOE 估算结果表明:燃煤电站如选择活性炭喷入方式，每脱除一镑汞需耗资$l4200～70000;性炭吸附床，每脱除一镑汞耗资$l7400～38600。
鉴于活性炭比较昂贵，很多研究人员开始开发新型、价格低廉的吸附剂。
为此，国外学者研究利用钙基吸附剂(CaO、Ca(OH)2、CaCO3、CaSO4·2H2O)来脱除汞。
在模拟燃煤烟气进行的实验中发现:Ca(0H)2对Hg2Cl2的吸附效率可达85%，但对零汞(Hg0)，只有在SO2存在的情况下，18%的Hg0可以被除去。
碱性吸附剂如CaO同样也可以很好地吸附HgCl2，SO2存在时对Hg0的脱除率为35%。
Ghorishi在研究HCl对钙基吸附剂的影响时发现:由于氯原子和Hg0相互作用，带有结晶水的CaSO 4(CaSO4·2H2O、CaSO4·H2O)对Hg0的吸附作用大大增强了。
目前，钙基吸附剂尚处于实验室研究阶段。
美国PSI(Physcial Science Inc.)曾尝试用沸石材料作为工业锅炉控制汞排放的吸附剂，Lee等[22]也用沸石对汞的吸附进行了研究。
在煤气中加入己知含量的零汞(Hg0)进行实验，结果表明:沸石在高温和低温下都可以吸附Hg0和Hg2+。
沸石材料这种新型吸附剂仍在研究之中。
也有众多研究者[23]用TiO2吸附剂来捕捉汞。
在实验室模拟试验中，将TiO2喷入到高温燃烧器中，产生大量TiO2凝取团，凝取团的大表面积可氧化并吸附汞蒸气，然后通过除尘装置被除去。
但由于其松散的结构和反应效率低，对汞的捕捉效果不明显。
再加以低强度的紫外光照射，Hg0在TiO2表面氧化为Hg2+并与TiO2结合为一体，显示出很好的除汞能力。
其他吸附剂如贵金属[24]、金属氧化物或硫化物[25]也被人用于对汞的吸附。
贵金属和汞能形成化合物，称为汞齐。
在烟气温度下能贵金属重复吸附大量的汞及其化合物，而在热处理温度远高于煤气温度下又能脱除汞。
金属化合物吸附汞并生成双金属化合物。
活性炭改性，就是改变活性炭的化学官能团的组成或性质。
改性分为添载化学改性和工艺化学改性。
活性炭的吸附原理除了有物理吸附还有是化学吸附。
活性炭表面有好多官能团，不同的官
能团对某种气体的吸附力也是不同的。
要增加活性炭表面特定的官能团才能增加活性炭对某种气体的吸附力。
工艺化学改性投资比较大，条件比较难控制，所以现在有好多活性炭为了提高其除臭和阬菌功能，而对活性炭一般选择进行添载处理的。
活性炭对氨等碱性物质以及硫化氢、甲硫醚、醛类等的吸附保持能力很小，用应活性炭处理这些气体更是要对活性炭进行添载处理。
增加活性炭特定官能团有好多种方法，最常用的就对活性炭进行化学物的添载或触媒添载，也可以化学工艺条件改性。
合适的好的活性炭添载剂和改性方法能提高活性炭对特定气体吸附效率几倍到几十倍。
活性炭添载与改性成为这几年热门的研究课题。
添载剂的量与浓度是很重要的，太小达不到效果，太高又会把活性炭的微孔全堵了。
不同物质的添加，赋予活性炭对不同特定气体的去除率。
除硫类臭气的、除氨类臭气的、除乙烯的、除甲醛的，都是用不同的添载剂。
很有讲究的。
对活性炭采用的改性方法如下：①向浓硝酸和
Mn(NO3)2的混合溶液中加入KMnO4固体和粉末状
活性炭若干，搅拌均匀，烘干后得到活性MnO2浸
渍的活性炭吸附剂；②向去离子水和浓HCl的混合
溶液中加入FeCl3固体和粉末状活性炭若干，搅拌
均匀，烘干后得到FeCl3浸渍的活性炭吸附剂；③
取硫粉和活性炭各若干，混和均匀放入瓷舟，在通
N2 保护的情况下，在不同温度下，各渗透2h，得
到不同温度下的渗硫活性炭。