有机废水处理中常用吸附剂的应用研究进展

１９７１，７５（２４），３７２０－ ３７２３．
［７］Ｇ ｒｅｅｎｂａｎｋ Ｍ ， Ｍ ａｎｅｓ Ｍ ． Ａ ｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｐｏｌａｎｙｉ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ
ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｔｈｅｏｒｙ ｔｏ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｎ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ． １１． Ａ ｄ－
０．引言 我国是水资源严重紧缺同时又是水资源严重浪费的国家，随着城市 化进程的加快，城市工业废水和生活废水污染问题日益严重，加强污水 处理，特别是工业废水的处理显得尤为重要。现在，污水处理的技术主 要分为物理方法，生物处理，化学过程等三个方面。其中吸附法是处理 工业废水比较常用而且有效的方法。吸附法是利用多孔固体（称为吸附 剂）吸附废水中一种或几种污染物（称为吸附质），以回收或去除某些污 染物，从而使废水得到净化的方法。 吸附法常用吸附剂一般有以下几个特点：由良好的孔结构、优异的 表面化学组成；对吸附质有强烈的吸附能力；不容易流失，重复利用性 强；有良好的机械强度等。 １．常用吸附剂 １．１ 天然吸附剂 天然吸附剂（天然沸石，粘土矿物，壳聚糖等）由于低廉的价格被许 多工厂用于处理有机废水。为了提高吸附剂的利用率，天然吸附剂吸附 有机物的机理被广泛研究。Ｖ ｉｒａｒａｇｈａｖａｎ 等［１］以三种天然物质（泥碳，飘 尘，膨润土）为吸附剂，研究了他们对废水中苯酚的吸附。Ｓｕ 等［２］用天然 吸附剂研究材料对水相中极性和非极性有机物的吸附，考察了影响吸附 剂吸附性能的因素（ＰＨ ，温度）。结果发现，天然吸附剂能够有效去除水 中的有机污染物。但是，天然吸附剂具有吸附容量小，不易脱附等缺点。 １．２ 活性炭吸附剂 活性炭具有丰富的微孔，高的吸附容量，在处理工业废水领域有广 泛的应用。随着活性炭吸附水中有机物的机理的研究趋于成熟，进一步 提高了活性炭的应用效率。活性炭的吸附受活性炭的性质，吸附质的性 质，以及溶液环境（ＰＨ ，温度）等因素影响［３，４］。Ｍ ａｎｅｓ 等［５，７］用 Ｐｏｌａｎｙｉ吸附 势能理论对活性炭吸附进行了深入研究，从活性炭吸附单组分有机物， 二元有机物，互溶的有机物等十几方面进行了实验和理论阐述，为活性 炭的应用奠定了基础。Ｒ ａｄｋｅｌ等［８］研究了低浓度条件下几种有机物在活 性炭上的吸附，结果发现，活性炭对具有芳香性的氯酚和甲酚的吸附量 大于对脂肪族的丙腈，丙醇，丙酮等的吸附量。Ｓｈｅｎｇ 等［９］研究活性炭对 ＴＨ Ｆ，异丙醇，丙酮，苯酚等有机物的吸附，发现其吸附行为符合 Ｌａｎｇ－ ｍ ｕｉｒ吸附，吸附过程在搅拌条件下比不搅拌条件下达到平衡的时间短 ３０￣６０ ｍ ｉｎ，在 ４００ ｍ ｇ／Ｌ 的初始溶液中其吸附量达到 ３５０ ｍ ｇ／ｇ。以上的 研究表明，活性炭对水中有机物有较好的去除能力。 但是，活性炭材料的孔道大多为微孔，存在许多问题，比如微孔太 多，使孔的利用率太低；微孔吸附后难脱附，使其再次利用比较困难；微 孔孔径过小，不能有效的吸附大分子污染物等。 １．３ 碳纳米管吸附剂 纳米材料近年来备受关注，研究表明，碳纳米管对许多有机污染物： 环芳香碳氢化合物，多氯苯，二氧杂芑等都具有较强的吸附能力［１０， １１］。 Ｐｅｎｇ 等［１２］用碳纳米管作吸附剂，研究材料对水中 １，２－ 二氯苯的吸附行 为，结果发现，ＰＨ ，温度等因素都对吸附剂的吸附行为有较大影响，碳 纳米管对有机物的吸附行为符合 Ｌａｎｇｍ ｕｉｒ吸附。Ｃ ｈｅｎ 等［１３］比较了极性， 官能团，疏水性等对碳纳米管吸附水中有机物的影响。结果表明：碳纳 米管与疏水有机物作用力较小，其作用力大小顺序为：非极性脂肪族 ＜ 非极性芳香族 ＜ 硝基芳香化合物，随芳香硝基化合物中官能团的增多， 碳纳米管对有机物的吸附力增强。 伴随着碳纳米管的大量应用，其产生的环境问题也越来越引起人 们的关注。据 Ｈ ｙｕｎｇ 等［１４］报道水体中的天然有机物可以和残存在水中 或者土壤中的碳纳米管产生很强的相互作用，从而提高了有机物的稳 定性以及在水中扩散的能力，进而使水污染更加严重。 １．４ 介孔氧化硅吸附剂 介孔材料的合成早在 １９７１ 年就已经开始，直到 １９９２ 年，Ｍ ｏｂｉｌ公 司的科学家们利用阳离子表面活性剂与无机硅物种在碱性条件下组装 得到了 Ｍ ４１Ｓ 系列的介孔材料，这些材料的合成使得分子筛的研究孔 径从微孔扩展到了介孔。 介孔氧化硅材料被用于吸附水中多种污染物，展现出了较高的吸 附能力。通过对介孔氧化硅的表面进行功能化，能够进一步提高介孔氧 化硅材料的吸附能力。Ｉｎｕｍ ａｒｕ 等 通 ［１５］ 过在介孔氧化硅表面嫁接烷基 链，使表面更加疏水，提高了材料对壬烷基苯酚的吸附量，得到的功能 化材料对厌水分子表现出较大的选择性。材料展现出比活性炭更快的 吸附速率以及更高的吸附量。Ｈ ａｎｎａ 等［１６］用三甲基苯做溶胀剂，通过空 气中 １１５ ℃煅烧，合成了大孔径的 Ｍ Ｃ Ｍ －４１ 材料，增大了材料的孔体
参考文献
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科技信息
高校理科研究
有机废水处理中常用吸附剂的应用研究进展
上海师范大学生命与环境科学学院 闻振涛
［摘 要］介绍了常用吸附剂的一般特点，总结了常用吸附剂（天然吸附剂，活性炭，碳纳米管，介孔氧化硅，介孔碳等）在有机废水处 理中的应用研究现状。展望了利用吸附剂处理有机废水的发展前景。 ［关键词］有机废水 吸附剂 研究进展
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积，加快了介孔材料吸附有机物的速率，提高了材料对有机物的吸附 量。
１．５ 介孔碳吸附剂 Ｒ ｙｏｏ 小组以有序的 Ｍ Ｃ Ｍ －４８ 为硬模板，把蔗糖灌冲到孔道中作为 碳源，然后把此材料放入硫酸，高温炭化，最后用 Ｈ Ｆ 或者 Ｎ ａＯ Ｈ 把氧化 硅反应掉，即除去硬模板从而得到有序的反相介孔碳记为 Ｃ Ｍ Ｋ －１，有 序介孔碳的出现，引起了介孔领域的广泛关注。Ａ ｎｂｉａ 等［１７］通过 Ｍ Ｃ Ｍ － ４８ 氧化硅材料为模板，蔗糖做碳源，合成了有序介孔碳材料，并用硝酸 氧化进而改变得到的介孔碳的表面化学性质。把未处理的介孔碳和氧 化处理后的介孔碳用于吸附水相中的多环芳烃化合物（萘，萘酚，１，５－二 氨基萘），氧化处理过的有序介孔碳表现出更高的吸附容量。介孔碳表 面的每一个官能团相当于一个活性位，在材料吸附有机物的过程中起 了非常重要的作用。Ａ ｎｂｉａ 等［１８］用不同尺寸大小的 Ｍ Ｃ Ｍ －４８ 氧化硅材料 为模板，蔗糖作碳源，合成了高度有序的碳分子筛材料，然后用苯胺处理 改变表面官能团修饰。用此材料吸附苯酚，间苯二酚，对甲苯酚等有机 物， 发现其呈现出比 Ｃ Ｍ Ｋ －１ 更高的处理能力， 其吸附行为符合 Ｆｒｅ－ ｕｎｄｌｉｃｈ 吸附。 Ｒ ｙｏｏ 等以 ＳＢ Ａ －１５ 为硬模板，首次完全复制硅模板结构的介孔碳记 作 Ｃ Ｍ Ｋ －３。据报道，Ｃ Ｍ Ｋ － ３ 可作为吸附剂用于吸附 Ｌ － 组氨酸，细胞色 素 Ｃ ，维生素 Ｅ ，生物材料，以及富勒烯等。通过改变吸附剂表面的化学 性质，可以提高吸附剂的吸附性能。Ｈ ｅ 等［１９］通过在 Ｃ Ｍ Ｋ －３ 表面嫁接辛 基进行改性，改性后的材料对苯酚的吸附量明显大于 Ｃ Ｍ Ｋ －３ 对苯酚的 吸附量。 ２．展望 水污染问题是亟待解决的难题，因此开展吸附剂对水中污染物的 吸附研究具有现实意义。 鉴于新型吸附剂（介孔氧化硅，介孔碳等）合成过程的可控性，可以 在合成过程中掺入杂原子（铁、钴等），掺杂磁性金属的吸附剂，达到吸 附饱和后，通过外加磁场，可以很容易将其与溶液分离。也可以把有吸 附剂负载到其他固体载体（堇青石）上，使材料更容易与溶液分离，而且 避免了粉末流失，造成二次污染。还可在吸附剂上通过后负载的方法负 载金属氧化物使其具有催化氧化，光降解等功能进一步扩大其在水处 理中的应用范围。 由于新型吸附剂（介孔氧化硅，有序介孔碳）对低浓度污染物优异 的吸附性能，故特别适用于去除 ｍ ｇ／Ｌ 乃至更低浓度的水中有机物，因此 在水质净化和废水处理中的应用前景非常光明。
ｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｑｕｉｄ ｍ ｉｘｔｕｒｅｓｆｒｏｍ ｗ ａｔｅｒ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ［Ｊ］．Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃ ｈｅｍ ．，
１９８１，８５（２１），３０５０－ ３０５９．
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科技信息
基础理论研讨
建筑企业供应链优化管理探讨
长春工业大学人文信息学院 陈明菲
［摘 要］供应链管理能够提高产品的质量和可靠性，减少企业库存，降低生产成本，是一种先进的管理模式。建筑企业生产过程复 杂很有必要实行供应链管理。当前建筑企业实行供应链管理存在诸多问题，必须采取措施进行优化。 ［关键词］建筑企业 供应链 优化