水处理用新颖活性炭材料

Jagtoyen M.、Lafferty C.、Kimber G.等

摘要：
    本文所述的研究结果 ,是关于考察几种新颖活性炭对水处理的功效情况 ,明确地说 ,是关于考察对一种普通除莠剂和五氯苯酚钠这一木材防腐剂的吸附情况。几年来 ,本中心的研究工作涉及用不同方法和一定范围的前体材料 (包括木炭粉和活性炭纤维复合材料 )合成各种活性炭的研究。从该项研究工作做起 ,迄今我们已经能够生产两种新颖活性炭。其中一种属于活性炭纤维复合材料这一形式 ,这种复合材料乃高强度、高透过性的材料 ,能够生产出差不多任何的尺寸和任何的形状 ,特别适用于需高速透过、压力降又需极小的场合。再者 ,由于使用整体材料 ,便使所获得的固定床消除了出现于颗粒床内的摩擦。第二类材料是由木料经磷酸活化生产出来的粉状活性炭。这些特殊材料新颖之处在于我们通过改进合成方法 ,就能够既改变其孔隙结构 ,又改变其表面化学性。 

    本研究所关心的是:对具有上述形式的两类吸附剂用于水处理的情况进行评价 ,同时也关心第三种形式的材料 ,这就是有炭粉结合其中的整块纤维基体。这里炭粉不过物理地结合在纤维基体内 ,活性炭纤维复合材料所特有的快速吸附动力学特征和高透过性特征并未改变。生产新颖的孔隙尺寸分布和新颖的表面化学的能力如何 ,对水处理应用的密切关系表现在两方面:

    第一 ,活性炭在任何特定应用中的有效性视其孔隙分布而定。对于水处理 ,一般是需要一定比例较宽大的孔隙 ,才能既便于吸附质在液相中扩散 ,又能够容纳诸如颜色体和腐植酸这些大的吸附质分子。

    第二 ,活性炭典型憎水。大量研究表明 :审慎地引入诸如含氧基团这些表面物种 ,便能够提高脱除极性化合物和金属这些污染物的能力。然而 ,所需的处理是昂贵的 ,而且难以控制表面基团的类型和分布。改变合成条件 ,便有可能为吸附剂表面提供一个均匀分布的比表面官能度 ,从而可能提高对非极性物种的吸附容量。

在本文所述的研究中 ,我们做了预备试验来评定不同配方的活性炭复合材料在脱除地下水中有代表性的污染物方面所具有的潜力。
来源：《新型碳材料》 1997.3 第12卷　第1期