活性炭改性方法及其对水中氨氮吸附性能的技术研究
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活性炭改性方法及其对水中氨氮吸附性能的技术研究
本研究旨在探寻提高活性炭吸附法对水中氨氮去除性能的方法
并初步探讨机理。利用Beohm滴定法测定未改性活性炭表面官能团内酯基、羧基和酚羟基,其含量分别为0.904mmol/g,1.179
mmol/g,0.466 mmol/g。对水中氨氮吸附达到平衡的时间为10min,平衡吸附量为0.97mg/g。其吸附动力学符合准二级动力学模型,存在化学吸附。未改性活性炭对水中氨氮的吸附量在碱性条件下大于酸性条件。未改性活性炭对氨氮溶液中NH3分子的吸附是明显的双层吸附,NH3分子在未改性活性炭上第一层的饱和吸附量为2mg/g左右。利用硝酸氧化法对活性炭改性,其表面酸性官能团总量随着改性温度的升高而增加,随着改性时间的延长先增加后减少。使活性炭表面酸性官能团总量最大的改性条件为:硝酸为1mol/L,温度为65℃,时间为6h（该活性炭表示为AC（N1-65℃-6h））。活性炭的吸附量随其表面酸性官能团总量的增加而增加。AC（N1-65℃-6h）对水中氨氮吸附达到平衡的时间为30min。平衡吸附量较未改性活性炭增加至4.73mg/g。AC（N1-65℃-6h）对水中氨氮的吸附方式既有物理吸附,又有化学吸附。在一定浓度范围内,35℃以下温度时,主要吸附方式为物理吸附;35℃及其以上的较高温度时,主要吸附方式为
化学吸附。15℃、25℃、35℃、65℃的吸附等温线存在峰值,温度越高,吸附量峰值对应的氨氮平衡浓度越低。AC（N1-65℃-6h）对水中氨氮的吸附量为碱性条件大于酸性条件。但pH值为10时AC（N1-65℃-6h）的吸附量较pH值为12时大,可能原因是调节pH值时引入钠离
子的量不同,形成竞争吸附的程度不同。NH3分子是AC （N1-65℃-6h）吸附水中氨氮的优势组分,并且是AC（N1-65℃-6h）的吸附量较未改性活性炭增大的主要因素。AC（N1-65℃-6h）对
NH3分子吸附的第一层饱和吸附量约7mg/g,较未改性活性炭增加5mg/g。