一种活性炭的改性方法及应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及活性炭技术领域。具体是一种活性炭的改性方法及应用。
[0002] 本发明是利用十二烷基苯横酸钢对活性炭进行改性，得到的改性活性炭应用于吸 附水和废水中的儀和铅因子，应用结果表明改性活性炭具备更强的吸附性；吸附后的改性 活性炭依次酸洗和碱洗进行解吸，解吸效果较为理想，改性活性炭解吸后可重复利用。
【背景技术】
[0003] 水环境中的重金属来源很广，如冶金工业废水、制药废水、化工产业废水、电子产 品垃圾等。近年来，许多河流受到重金属的污染。重金属的污染不同于其他类型的污染， 自身无法进行分解或降解为无害物质，会发生形态的变化和相转移，被环境中的生物摄取 后通过生物链逐级富集起来，最终进入食物链最高级一人类。运些重金属会与人体内的蛋 白质W及各类酶，发生剧烈的化学反应，导致蛋白质和酶失活；或在人体某个器官中富集起 来，造成各种类型的中毒症状（如急性、亚急性、慢性等），给人体健康带来极大威胁。
[0004] 重金属废水的治理方法主要有[15-18]:化学沉淀法、离子交换法、膜分离法、生 化法、吸附法。各方法均存在优缺点，如化学沉淀法中的氨氧化物沉淀法相对简单且成本较 低，是一种运用较广的化学沉淀法[19]，但产生大量密度相对较低的污泥，出现泥水难分离 和后处理问题，硫化物沉淀法在使用有可能释放出&S有毒气体，造成二次污染。吸附法具 备操作简便、投资省、效能高等优点。
[0005] 活性炭是使用最早的碳类吸附剂，之后出现了各种形状、粒径大小不同的碳类物 质，如：粉末、颗粒、纤维W及纳米活性炭等。利用活性炭吸附水中重金属，具有成本低、吸 附效果好的特点。为加强活性炭的吸附性、减少吸附时间，本发明研发出一种活性炭改性方 法，用于吸附水和废水中的重金属因子，对环境污染治理和资源回收利用具有重要意义。
【发明内容】
[0006] 本发明为解决水环境中的重金属污染问题W及资源回收利用问题，提供一种活性 炭方改性法，合成得到较大孔径介孔材料、命名为"炭-SDBS"，所述改性活性炭W下简称为 炭-SDBS。 阳007] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下： 阳00引 1. 一种活性炭改性方法，其特征在于，是炭-SDBS的制备方法，是利用SDBS对活性 炭进行改性，合成得到炭-SDBS，炭-SDBS的制备步骤如下：
[0009] 1)活性炭净化：称取10.Og活性炭，用去离子水洗净，过滤，80°C下烘12h。
[0010] 2)0. 023mol/L十二烷基苯横酸钢SDBS溶液制备：取40.0 g十二烷基苯横酸钢 SDBS，溶于500血去离子水，定容至1000血。
[0011] 3)将步骤1)净化好的10.0 g活性炭，加入到上步骤SDBS溶液中，超声5min，W 120巧m震荡水浴反应48h，过滤，80°C下烘2地，得到炭-SDBS。
[0012] 上述炭-SDBS吸附含儀水和废水中儀的方法，具体操作如下： 阳01引精确称量0. 020g炭-SDBS，加入到200血100 y g/L的儀溶液中，超声5min，W 120rpm速度震荡，室溫下水浴反应化，用0. 45 y m微孔滤膜过滤，分析吸附后溶液浓度。实 验结果表明，吸附后儀溶液浓度为4. 12 y g/l，去除率达95. 9%。
[0014] 上述炭-SDBS吸附含铅水和废水中儀的方法，具体操作如下：
[0015] 精确称量0. 250g炭-SDBS，加入到100血lOmg/L的铅溶液中，超声5min，W 120rpm速度震荡，室溫下水浴反应比，用0. 45ym微孔滤膜过滤，分析吸附后溶液浓度。吸 附后铅溶液浓度为0. 241mg/l，去除率达97. 6%。
[0016] 本发明的益效是：发明了一种活性炭改性方法，用于吸附水样中的儀和铅取得较 好的吸附效果，具备操作简便、可操作性强、成本低廉等优点，为环境保护和资源回收利用 提供了一种可行的技术方法。
【附图说明】
[0017] 图1是本发明吸附剂量和吸附后儀浓度关系图。
[0018] 图2是本发明吸附剂量和去儀除率关系图。
[0019] 图3是本发明吸附剂量和儀吸附率关系图。
[0020] 图4是本发明吸附时间和儀去除率关系图。
[0021] 图5是本发明吸附溫度和儀去除率关系图。
[0022] 图6是本发明吸附剂溶液抑和儀去除率关系图。
[0023] 图7是本发明吸附剂量和吸附后铅浓度关系图。
[0024] 图8是本发明吸附剂量和铅去除率关系图。
[00巧]图9是本发明吸附剂量和铅吸附率关系图。
[0026] 图10是本发明吸附时间和铅吸附量关系图。
[0027] 图11是本发明吸附溫度和铅去除率关系图。
[0028] 图12是本发明吸附剂溶液抑和铅去除率关系图。
【具体实施方式】
[0029] 本发明提供一种活性炭改性方法及应用，合成得到一种新型吸附材料炭-SDBS ; 研究了炭-SDBS对水和废水中的儀和铅的吸附条件及对比活性炭和改性活性炭的吸附性 能，结果表明炭-SDBS具备更强的吸附性、吸附平衡时间少；对吸附后的炭-SDBS依次酸洗 和碱洗进行解吸，解吸后的炭-SDBS能重复应用。
[0030] 一.不同条件下炭-SDBS对儀的吸附能力
[0031] 1.不同吸附剂量-吸附能力的关系
[0032] 分别精确称量 0. 005g、0. 007g、0. 010g、0. 020g、0. 050g 炭-SDBS，依次加入到 200血100yg/L的儀溶液中，超声5min，W 12化pm速度震荡，室溫下水浴反应2地，用 0. 45 y m微孔滤膜过滤，分别分析用不同吸附剂量吸附后儀溶液的浓度，如图1~图3和表 1所示：
[0033] 表1不同吸附剂量吸附儀的实验结果
[0034]
[0035] 表中：儀溶液浓度随着吸附剂量的增加而降低；吸收剂量20mg时，溶液中的儀几 乎被吸附完全。
[0036] 由图1可知儀溶液浓度随着吸附剂量的增加而降低；吸收剂量20mg时，溶液中的 儀几乎被吸附完全。
[0037] 由图2可知吸附剂量增加，对儀的吸附量也不断增加；吸收剂量达20mgW上时，去 除率将近100%。 阳03引由图3可知儀吸附率随着吸附剂量的增加先变大，后变小；吸收剂量在5-lOmg时， 吸附率较大。
[0039] 2.吸附时间-吸附能力的关系 W40] 取7份0.OlOg炭-SDBS，分别加入200血100yg/L的儀溶液中，超声5min，W 120巧m的速度震荡，室溫下水浴反应，反应时间依次为0. 5h，lh，2h，4h，8h，12h，24h，用 0. 45ym微孔滤膜过滤，分别分析不同吸附时间吸附后儀溶液浓度，如图4和表2所示：
[0041] 表2不同吸附时间吸附儀的实验结果
[0042]
[0043] 表中：儀去除率随着吸附时间的增加而增加，但增加量没有显著差异，考虑现实意 义，W反应5小时为宜。
[0044] 从图4可知儀去除率随着吸附时间的增加而增加，但增加量没有显著差异，考虑 现实意义，W反应5小时为宜。
[0045] 3.吸附溫度-吸附能力的关系
[0046] 取5份0.OlOg炭-SDBS，依次加入200血100yg/L的儀溶液中，超声5min，W 120rpm的速度震荡，分别在 30. 0°C、35. 0°C、40. 0°C、45. 0°C、50. 0°C、60. 0°C水浴中反应， 用0. 45 y m微孔滤膜过滤，分别分析不同吸附溫度吸附后儀溶液浓度，如图5和表3所示：
[0047] 表3不同吸附溫度吸附儀的实验结果
[0048]
[0049] 表中：去除率基本不随溫度变化而变化，可选择室溫反应作为反应溫度。由图5可 知去除率基本不随溫度变化而变化，可选择室溫反应作为反应溫度。
[0050] 4.溶液抑-吸附能力的关系
[0051] 取7份O.OlOg炭-SDBS，分别加入到200血100yg/L抑等于7的儀溶液中，依次 调节抑分别为1、2、3、4、5、6、7，超声5111111，^120巧111的速度震荡，水浴反应2地，用0.45^111 微孔滤膜过滤，分别分析不同抑值吸附后儀溶液浓度，如图6和表4所示：
[0052] 表4溶液抑-儀吸附效果的实验结果
[0053]
[0054] 表中：溶液的酸碱度对吸附性影响较大，溶液为酸性时（pHl~6)时去除率均偏 小，溶液为中性（pH7)时去除率显著增加，由于儀溶液吸附反应前抑为7,因此不需调节 pH，吸附效果好，操作更为简单。
[0055] 由图6可知溶液的酸碱度对吸附性影响较大，溶液为酸性时（pHl~6)时去除率 均偏小，溶液为中性（pH7)时去除率显著增加，由于儀溶液吸附反应前抑为7,因此不需调 节抑，吸附效果好，操作更为简单。
[0056] 二.不同条件下炭-SDBS对铅的吸附能力
[0057] 1.不同吸附剂量-吸附能力关系
[0058]分别精确称量 0. 010g、0. 020g、0. 050g、0. 070g、0. 100g、0. 200g、0. 300g、0. 400g 的炭-SDBS，分别加入到100血lOmg/L的铅溶液中，超声5min，W 120巧m速度震荡，室溫下 水浴反应