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　　今天來(lái)介紹活性炭吸附水中的鉛，重金屬的水污染被認(rèn)為是對(duì)環(huán)境，特別是對(duì)人類健康的嚴(yán)重威脅。由于工業(yè)或采礦活動(dòng)的殘留排放，天然水可能被金屬離子污染。廢水中最常見(jiàn)的有毒金屬是銅，鎘，鉻，鎳，鋅和鉛。由于工業(yè)過(guò)程和新技術(shù)的發(fā)展，過(guò)去幾十年來(lái)，重金屬對(duì)水的污染有所增加。從水中除去重金屬的不同方式研究的重要性在于它們?cè)诨钌矬w中的毒性，持久性和積累。在廢水中發(fā)現(xiàn)的最常見(jiàn)的有毒金屬之一是鉛，即使在少量量水平下也是有毒的。在圖1中，示出了作為pH的函數(shù)的水溶液中的鉛物質(zhì)的圖。根據(jù)圖1，pH約為6，主要種類為Pb 2 +，Pb(OH)2(s)和PbOH +(可溶性物質(zhì))開(kāi)始形成。

　　盡管有幾種方法用于從水中去除重金屬，但最有效的方法之一就是吸附在活性炭上，活性炭是一種通用的吸附劑，因?yàn)樗哂写蟮谋缺砻娣e，孔徑分布和不同官能團(tuán)的存在表面。用于液相吸附的活性炭必須具有一定體積的大孔，以促進(jìn)液體擴(kuò)散到更小的孔中。活性炭是最廣泛的吸附劑，因?yàn)槠涿娣e大，多模多孔結(jié)構(gòu)(基本上是微孔的)，高吸附能力和可變表面化學(xué)成分。因此，在許多領(lǐng)域中有許多應(yīng)用，例如在氣相或液相中。

　　因此，有必要研究開(kāi)發(fā)出通過(guò)吸附廉價(jià)且高度保留重金屬的新型吸附劑材料。因此，從農(nóng)業(yè)或農(nóng)業(yè)工業(yè)廢料生產(chǎn)活性炭已成為若干研究的目的，其中可以提到由果殼，椰殼制備的活性炭，還有各種纖維材料制成的活性炭等等。農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)量大，成本低廉，處置問(wèn)題嚴(yán)重。它們成為獲得多種類型活性炭質(zhì)材料的有利原料，例如，生產(chǎn)的地方，每天可能生產(chǎn)出幾百噸果殼、纖維渣廢物，這些都是通過(guò)熱處理可以富集碳含量的纖維素材料，這些材料能夠形成不同尺寸的多個(gè)孔，這取決于激活方法。農(nóng)業(yè)木質(zhì)纖維素廢物已被廣泛研究，并被證明是生產(chǎn)用于從水溶液中除去金屬離子的活性炭的好材料。

　　還已知對(duì)吸附正電荷物質(zhì)最有效的活性炭是在其表面上具有作為離子交換劑的作用的氧官能團(tuán)的氧化碳?；钚蕴康幕瘜W(xué)成分對(duì)其性能有影響; 位于芳族層的末端的活性炭可能形成CO鍵，因此可以將大量的氧和其它原子加入到活性炭表面上，因此，酸基的發(fā)展可以用氧(空氣)或其他氧化劑。

　　在本研究中，選擇三種木質(zhì)纖維素材料作為前體，通過(guò)使用硝酸作為活化劑進(jìn)行化學(xué)活化。由此獲得的活性炭對(duì)Pb 2+離子具有高吸附能力。該離子的吸附能力與在所獲得的不同活性炭表面上形成的氧化基團(tuán)的類型和數(shù)量有關(guān)。介紹了硝酸對(duì)每種碳獲得的結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性質(zhì)的影響結(jié)果。此外，如何通過(guò)改變?nèi)芤旱膒H來(lái)影響制備的活性炭中Pb 2+離子的吸附能力。

　　使用三種不同的纖維此阿里獲得的活性炭被稱為ACB，ACS，ACP，活性炭的元素分析結(jié)果如表1所示。可以看出，被認(rèn)為是木質(zhì)纖維素前體的材料具有高含量的活性炭，并且從中得到具有良好吸附劑特性的活性炭。使用硝酸的改性提高了鉛離子的吸附能力。這與碳氧化反應(yīng)的酸性官能表面基團(tuán)的增加以及碳表面總電荷的增加相一，。獲得的活性炭的表面化學(xué)結(jié)構(gòu)的特征在于形成酸型氧合基團(tuán)，當(dāng)用作吸附劑或作為催化劑載體時(shí)，其影響其性能。為了通過(guò)這種多孔固體(如水溶液中的金屬離子)吸附無(wú)機(jī)化合物，最重要的變量是表面絡(luò)合物的性質(zhì)，甚至超過(guò)吸附劑的表面積和孔隙率。

　　活性炭，ACB，ACP和ACS在77 K下的N 2吸附等溫線如圖所示。表2包括在77K 的N 2和273K 的CO 2的微孔體積V o和活性炭的總體積V T的值。通過(guò)使用方程分析77 K處的N 2和273 K處的CO 2的物理吸附等溫線來(lái)推導(dǎo)出體積。三種材料具有適合溶液吸附的表面積值，可以看出，具有最大表面積的活性炭為1100m 2 g -1，由鋸屑得到。對(duì)于所有活性炭，Vo(CO 2)和Vo(N 2)的值相似; 通過(guò)上述兩種碳的氮?dú)夂投趸嘉将@得類似的微孔體積值的事實(shí)表明這些碳的微孔隙窄而均勻。對(duì)于ACS，微孔體積和兩種吸附物(N 2和CO 2)之間的差異較大，表明微孔隙也較大。因此，值得一提的是，等溫線的形狀發(fā)生變化，表明每當(dāng)改變前體材料時(shí)，孔被修飾。可以看出，ACS有比其他兩個(gè)活性炭更大的孔體積和表面積。這些碳的表面特性對(duì)Pb 2+離子的吸附能力有直接的影響。

　　酸和堿性部位的總含量以及氧化基團(tuán)的分布結(jié)果示于表3。從鋸末，ACS獲得的碳中酸性位點(diǎn)的發(fā)展更加廣泛，使得它更能夠在這些位置上從水溶液中吸附金屬陽(yáng)離子。用HNO 3浸漬前體材料 使酸基含量高于堿性基團(tuán)含量。當(dāng)活性炭在獲得后經(jīng)歷氧化過(guò)程時(shí)，發(fā)生類似的行為。酸和堿性基團(tuán)的含量之間的差異通過(guò)用通過(guò)活化方法引入的硝酸形成的氧化基團(tuán)的產(chǎn)生來(lái)解釋。

　　所獲得的活性炭的零電荷點(diǎn)pH值PZC的 pH 如表3所示。pH PZC值是表面官能團(tuán)對(duì)溶液的pH無(wú)貢獻(xiàn)的點(diǎn)。生成的活性炭是在pH > pH PZC下去除Pb 2+離子的有效吸附劑。對(duì)活性炭測(cè)定的pH PZC值表示其酸性質(zhì)，這是由于施用于碳的處理而預(yù)期的，這引起了如表3所示的氧化基團(tuán)。至于酸位點(diǎn)的分布，羧酸基團(tuán)的數(shù)目是碳ACB和ACS，這也產(chǎn)生了更小的酸性pH較大PZC值，因?yàn)檫@些基團(tuán)對(duì)應(yīng)于較高的強(qiáng)度的酸。ACP具有較高含量的酚類組分，其pH PZ最高，4.1。一旦已經(jīng)制備和表征活性炭，在298K處，在不同的pH值范圍為2和8之間獲得了離子Pb 2+的吸附等溫線。圖3至5 中顯示了等溫線，其中可以看出對(duì)于三種活性炭，最高吸附的pH為4。觀察到的最大吸附是活性炭ACS，其中表面特性對(duì)所述吸附能力具有影響，而具有相同量級(jí)的表面積和微孔體積的碳ACP和ACB具有相似的吸附能力。 ACS上的Pb 2+吸附量約為17.5 mgg -1，可能與表面酸基含量有關(guān)，因?yàn)樗哂凶罡叩目偹岫戎?.93 meqg -1，反之，羧基含量最高， 4.45 meqg -1。

　　通過(guò)化學(xué)處理獲得活性炭，對(duì)鉛離子具有高吸附能力。硝酸在三種木質(zhì)纖維素材料上的化學(xué)處理產(chǎn)生了表面積在860和1100m 2g -1之間的活性炭，孔體積在0.27和0.55cm 3 .g -1之間，表面特征有助于離子吸附。對(duì)于ACS，用硝酸浸漬在碳表面上產(chǎn)生的總量增加4.13至6.93mmol / l，具有較高比例的有利于 pH4的Pb 2+吸附的羧基。對(duì)于所獲得的活性炭，其吸附容量從13.7至17.5mg.g -1變化，其中由于其表面積，孔體積和總酸度的高值，ACS是吸附最大的活性炭。溶液的變化表明，對(duì)于所評(píng)估的范圍，2-8，在pH2時(shí)，活性炭帶正電，導(dǎo)致表面與Pb 2+離子之間的靜電排斥。當(dāng)pH> pH PZC時(shí)，固體負(fù)電荷，這種條件有利于Pb 2+離子與表面之間的相互作用，從而增加Pb 2+離子對(duì)具有最高表面積和體積的活性炭的吸附。當(dāng)pH> 4時(shí)，氫氧化鉛物質(zhì)影響吸附過(guò)程，特別是在活性炭表面沉淀的固體氫氧化物。