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幾種主流的吸附材料:
①活性碳
活性碳(AC)是一種常見的吸附材料,主要有粒狀和粉末狀。活性炭可用動植物、煤、石油、紙漿廢液、廢合成樹脂及其他有機殘物等,經粉碎及加粘合劑成型后,經加熱脫水、炭化、活化而制得。活性炭具有巨大的比表面和特別發達的微孔,通常活性炭的比表面積高達500~1700m2/g。活性炭的微孔容積約為0.15~0.9mL/g,表面積占總表面積的95%以上。活性炭的吸附以物理吸附為主,但由于表面氧化物存在,也進行一些化學選擇性吸附。
活性炭是目前廢水處理中普遍采用的吸附劑。其中粒狀炭因工藝簡單,操作方便,用量最大。國外使用的粒狀炭多為煤質或果殼質無定型炭,國內多用柱狀煤質炭。活性炭主要是吸附水中的氨分子形式的氮,無選擇性,吸附容量有限,所以脫氮效率很低。
②活性炭纖維
活性炭纖維(ACF)是一種新型吸附功能材料,它以木質素、纖維素、酚醛纖維、聚丙烯纖維、瀝青纖維等為原料,經炭化和活化制得。與活性炭相比較,ACF具有特有的微孔結構,更高的外表面積和比表面積以及多種官能團,平均細孔直徑也更小,通過物理吸附、化學吸附以及物理化學吸附等方式在廢水、廢氣處理、水凈化等領域得到了廣泛應用。纖維狀活性炭微孔體積占總孔體積90%左右,其微孔孔徑大部分在1nm左右,沒有過度孔和大孔。比表面積一般為600~1200m2/g,甚至可達3000m2/g。活性炭纖維脫附再生速率快,時間短,且其性能不變,這一點優于活性炭。
③沸石
沸石(Zeolite)是一種分布廣泛開采量很高的天然而價廉的離子交換物質。天然產的沸石有許多種類,其中以斜發沸石(Clinoptilolite)和絲光沸石(Mordenite)為主。
沸石是一種含水架狀結構的多孔硅鋁酸鹽礦物質,構成沸石骨架的最基本結構是硅氧(SiO4)四面體和鋁氧(AlO4)四面體。沸石具有空曠的骨架結構,晶穴體積約為總體積的40%~50%,孔徑大多在1nm以下。沸石具有很大的比表面積(400~800m2/g沸石),僅次于活性炭,可用作吸附劑、離子交換劑等,沸石對極性、不飽和及易極化分子具有優先的選擇吸附作用,而且沸石有耐酸、耐堿、熱穩定等性能。工業上常用于廢水處理。
④腐植酸系吸附劑
腐植酸是一種帶負電的聚電解質,具有龐大分子量的有機物。腐植酸類物質可用于處理工業廢水,尤其是重金屬廢水及放射性廢水,除去其中的離子。腐植酸本身的性質和結構決定了它對陽離子的吸附性能。腐植酸對陽離子的吸附,包括離子交換、整合、表面吸附、凝聚等作用,既有化學吸附,又有物理吸附。
⑤煤質吸附劑
活性炭是一種優質吸附劑,但價格昂貴,再生困難,使其使用受到限制。因此,開發制造廉價的代用品具有重要意義。褐煤、長焰煤、無煙煤等具有高的孔隙率和比表面積,用其制取煤質吸附劑具有遠大前景。
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