古人說一方水養(yǎng)一方人，飲用水的質(zhì)量關(guān)系重大，飲用水必須不含有害的化學(xué)物質(zhì)和微生物污染物。良好的飲用水質(zhì)量是生活的基本保障，人口及其必需品的增加導(dǎo)致地表水和地下水的惡化。因此，本期主要介紹活性炭去除微量元素的研究。討論了使用兩種不同材料制成的活性炭。使用分批吸附技術(shù)研究了活性炭在去除微量元素中的應(yīng)用，該技術(shù)包括各種實(shí)驗(yàn)參數(shù)的影響。

　　微量元素的研究

　　微量元素，尤其是所謂的重金屬，由于其危害性，持久性和生物積累問題而對我們的自然環(huán)境造成嚴(yán)重污染。微量元素污染是人類活動(dòng)增加的主要問題之一，特別是在水資源和河流附近。它們存在于幾種工業(yè)過程的廢水中，例如電鍍，金屬表面處理，冶金工作，鞣制，化學(xué)制造，采礦和電池制造，由于它們即使在低濃度下也具有危害性，因此引起了更多的環(huán)境問題。活性炭的吸附對于從水溶液中除去有金屬離子效果很好。然而，活性炭的高成本限制了其使用，特別是比較高端的活性炭更貴。這導(dǎo)致使用活性炭來處理水中在很多落后的地區(qū)沒辦法普及。在我們的研究中，使用普通的植物材料來制備的活性炭，主要是原材料在當(dāng)?shù)乇容^常見，而且制作過程比較簡單方便，因此價(jià)格比較便宜。下面我們從活性炭的制造到對微量元素的研究，水中有很多不同微量元素的存在。常見有危害的微量元素有鐵，鋅，鉛，錳，砷和汞。每種微量元素的危害性都不同的有高有低，我們在微量元素中選了一個(gè)具有代表性的鉛元素來進(jìn)行吸附測試。

　　用本土方法制備活性炭

　　在這個(gè)過程中，活性炭前植物材料被切成均勻尺寸堆在窯中水平堆放(圖1)。然后用磚塊封閉門，并在外面抹上泥漿，以便更好地隔熱并防止泄漏。通過在水平和垂直方向上調(diào)節(jié)開口將溫度保持在400-500℃來實(shí)現(xiàn)碳化。所有開口在2天后關(guān)閉，以便不允許空氣進(jìn)入窯以防止活性炭原炭化料著火。冷卻一天以將溫度降低至100℃。將炭化料從窯底部的開口中取出并洗滌，干燥并粉碎，并進(jìn)一步進(jìn)行化學(xué)活化，兩種活性炭分別用硝酸和磷酸活化獲得四種不同屬性的活性炭。并用蒸餾水洗滌活性炭以除去過量的酸，并在150℃下干燥12小時(shí)，獲得的粉末狀活性炭具有40-50μm篩目的粒度。

　　圖1：制備活性炭的窯。

　　間歇法研究活性炭對鉛的吸附

　　為了理解活性炭對鉛的吸附行為，已經(jīng)使用間歇吸附實(shí)驗(yàn)研究了各種實(shí)驗(yàn)參數(shù)。通過改變鉛濃度來研究初始濃度的影響。通過改變攪拌時(shí)間，在固定的初始鉛濃度和活性炭劑量下，研究接觸時(shí)間的影響，以及研究pH范圍為2至5.5。通過計(jì)算的方法得出活性炭等于鉛去除的百分比和吸附鉛的量。

　　圖2：隨著初始濃度的增加，活性炭對鉛去除百分比的變化。

　　圖3：接觸時(shí)間對微量元素去除率的影響。

　　圖4：pH對活性炭去除百分比的影響。

　　通過間歇法研究了鉛在活性炭上的吸附研究，其中初始濃度和pH的影響是考慮確定活性炭樣品吸附效率的參數(shù)。隨著接觸時(shí)間和pH的增加，鉛去除百分比的結(jié)果增加。相反，隨著標(biāo)準(zhǔn)鉛溶液的初始濃度的增加，去除百分比降低。該研究的結(jié)果表明，所制造的兩種活性炭都是效果非常好的微量元素吸附劑，如預(yù)期的那樣。

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