活性炭吸附塔的吸附性能及穩定作用

活性炭的吸附性能與比表面積、孔容、孔徑分布等孔結構參數和表面化學性質相關，比表面積和孔結構影響吸附容量，表面化學性質影響活性炭與吸附質之間的相互作用力，特別對化學吸附過程，化學組成和表面化學結構影響性。受原料來源和制備條件的影響，活性炭中石墨微晶平面層上存在著許多諸如位錯、彎曲、離位等具有的不成對電子的缺陷位，共同構成了活性炭表面的活性位，這些活性位可以吸附其他元素(如O,H,N和S等)生成穩定的表面配合物，形成官能團結構作為吸附中心，使活性炭具備選擇性的吸附特性，如使活性炭對一些重金屬離子表現出親和力特性。官能團的種類和含量對活性炭化學吸附性能起著重要的作用。表面官能團在活性炭對Cr(VI)的吸附過程中起重要作用，鹽酸改性增加了活性炭表面含氧官能團，從而增加了吸附活性點，有利于對Cr(VI)的吸附。

　　氧化處理是利用氧化劑在適當的溫度下對活性炭進行氧化處理，在其表面引入酸性含氧官能團。氧化劑的種類和氧化條件會使表面含氧官能團的數量發生顯著的變化，并伴隨輕微或明顯的孔隙結構變化。
　　活性炭的孔隙結構特征主要影響其物理吸附性能，而表面化學性質在化學吸附過程中起主導性作用。活性炭表面官能團作為活性中心決定了活性炭表面化學性質。
　　溫度對鉻渣中鉻的浸出影響，從20℃到50℃，鉻渣TCr的浸出濃度隨著溫度的升高增幅較大，70-80℃之后浸出濃度稍有下降。溫度升增加鉻的溶解度，提高鉻渣的浸出率，同時溫度對活性炭吸附過程的影響與其吸附熱相關。因此活性炭對重金屬的穩定作用是活性炭一重金屬溶液一固相基質多相界面的吸附與脫附、溶解與沉淀等平衡過程。
　　土壤中重金屬以不同的形式存在，不同的形態具有不同的理化及生物效應，而重金屬在植物體內吸收、遷移、轉化、積累過程復雜。重金屬的生物活性(生物性，生物可利用性)是重金屬穩定程度的一種體現。選擇對重金屬離子具有較高親和力物質作為土壤改良劑以降低土壤重金屬生物可利用性進而減輕其毒性作用是重金屬污染土壤的一種方法。目前生物質炭在土壤中應用研究較多，本章選用了一種松木生物質炭，以空白背景土壤為對照，在含有Cr和Pb的土壤中分別添加硝酸氧化活性炭(OAC)和氨改性生物質炭(NBC)，以辣椒為指示植物進行盆栽實驗，觀察辣椒植株表觀生長情況，分析根莖葉果各器官生物量及重金屬含量，探討土壤中添加兩種炭對土壤重金屬遷移轉化的影響。