活性炭在环境治理和监测方面的应用现状和发展华南师范大学_第1页
活性炭在环境治理和监测方面的应用现状和发展华南师范大学_第2页
活性炭在环境治理和监测方面的应用现状和发展华南师范大学_第3页
活性炭在环境治理和监测方面的应用现状和发展华南师范大学_第4页
活性炭在环境治理和监测方面的应用现状和发展华南师范大学_第5页
全文预览已结束

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

活性炭在环境治理和监测方面的应用现状和发展叶雅(华南师范大学广州510006)摘要综述了活性炭在环境保护领域的应用现状。主要有水处理和气体处理,并展望了活性炭技术的前景和发展趋势。关键词活性炭吸附测定新进展ThePresentSituationandDevelopmentofEnvironmentalRecoveryandMonitorbyActivatedCarbonYeYa(DepartmentofChemistryandEnvironment,SouthChinaNormalUniversity,Guangzhou510006,China)Abstract:Theapplicationofactivatedcarboninenvironmentalfieldwasreviewed,includingthefieldofwatertreatmentandthefieldofairpollutioncontrol.Anditexpectsthistreatment`sfutureandtendency.KeyWords:activatedcarbonadsorptionmonitordevelopment1.前言远活性炭这种论神奇的绿色输环保吸附材保料能够更广意泛地应用到匀垃圾焚烧、奋室内空气净评化、高速公君路隧道以及莲大城市交通肥过密地区的野空气治理等纽新的领域,士应当在有效塌降低其成本肉的同时,针址对特定的场佛合和目的有筒针对性地进漂行改性,使爽其能够更好北地应用于环曾境治理包.乎活性炭材料圈具有独特的烦孔隙结构和谁表面活性官教能团,化学仅性质稳定,恨机械强度高雪,耐酸、耐左碱、耐热,译不溶于水和雁有机溶剂,吵使用失效后夹可以再生,愤广泛地应用低于环保、化大工、食品加因工、湿法冶羽金、药物精绘制、军事化五学防护等各民个领域杠2.活性炭丘的结构和性井质况2.1理活性炭的孔柳隙结构蒸活性炭的孔夸隙结构是指悲孔隙容积、策孔径分布、肤表面积和孔质的形状。孔骑径从几个驾nm戴的微孔到肉榜眼可以看到盟的大孔洽,销孔径分布范桂围很宽缎,绢孔的形状又碰是各式各样疲的。活性炭克的吸附能力顿主要决定于牌活性炭的孔监结构抵,昏这就决定了渐活性炭具有靠多种多样的驴吸附能力和图催化能力,鞠而对吸附起逼决定作用的享则是微孔。霞在气相吸附射中躁,字无论吸附分运子大小俊,炭基本上存在那微孔中凡,骡吸附容量在辞很大程度上也取决于微孔熄的多少。[1]酿衔水隶图1喊辞活性炭材料照的空隙结构煌模型秩2.2傻竭活性炭的表促面化学性质厨表面化学性啄质的不同对钉活性炭的酸揉碱性、润湿熟性、吸附选异择性、催化粪特性、电性桌质等都产生怖影响。因此岩,泰活性炭的表陆面化学性质霜的研究受到晓人们的高度劲重视。活性请炭的主要元耳素是碳凉,指其次是氧和遍氢。氧和氢垄的存在对活您性炭的吸附酿性能及其它章特性有较大汤影响紧,馒这些元素多哲以化学键与竭碳原子相结唉合架,喉在活性炭表界面上形成多辽种含氧官能失团军:钱酸性官能团鸣、中性官能猴团和碱性官值能团姻,朝这也是活性轮炭最主要的扑活性基团。诞[1]丝3.活性炭品在环保治理倡、监测以及抽卫生方面的煮应用赚3.1作戴为吸附手段因掉陕防毒面具及忧滤毒通风装寸置专活性炭用于母防毒面具始仰于第一次世棍界大战扯,锤并且成了推跟动当时活性梳炭工业发展柴的重要因素采。但由于气理体和蒸汽状千化学毒剂的任种类最多猾,帝分子结构和都特性各异膏,技单一的作用响难以达到全怖面滤毒的目狼的康,渠目前世界各构国均将活性军炭分别浸渍访铜、银、锌辰等金属氧化各物以及吡啶场、皮考啉等钢制成专用活辞性炭熊—求催化剂。美关国称作危ASC铲活性炭或急绍特拉特活性翁炭。层腊纷活性炭材料举在烟气治理棋中的应用状煤炭燃烧在域我国能源构赖成中占有很毛大的比例,拨而煤燃烧过欢程中排放出瓦的甲SO2盟和赵NO货x魄(NO皱和肥N2O)肌是主要的大鄙气污染物,编所以烟气污崭染是我国亟途需解决的环多境问题河.辨在纷繁复杂味的治理技术识中,活性炭参材料脱硫脱腹硝因其处理信效果好、投伴资运行费用花低、实现元“轰资源化军”蓬、且易于再检生利用等优歉点而引人注好目广.悟尤其是改性妥后的活性炭衣材料其脱硫粉脱硝性能远管远好于普通汽的活性炭材爸料曲.拳[1]猾屡.1扎SO堡2舟缺是主要的大搜气污染物出,侍是造成支“猜酸雨酒”悉的主要原因克,揪活性炭吸附烧法脱硫得到络了广泛的应绕用。但是盏,学单一的活性类炭脱硫圈,把速度慢打,圾效率低。提结高活性炭脱白硫的性能中,袭改性活性炭睛引起重视拔,雀它能克服普陪通活性炭的细某忽些缺点和限绞制译,克被认为是最团有前景的脱屿硫剂之一。福氨由于其较答小的分子量裹并有极性书,诵而较难被吸尤附划,锋因此勇,娃为了取得较尝好的吸附效疤果忍,不国内外学者缓研制了数种攻改性活性炭泊拆。结果表明乏,纽以亚铁盐和隆铜盐配方处难理的活性炭箩对其有很好际的吸附性能丘。咱伴.2逗汞是易挥发俘的剧毒物质宏,醒对人体危害夫极大啦,伤因此汞蒸汽紫污染的防治烦是环保的重谁要课题。经核化学处理的真活性炭可以拜有效地脱除沈空气或其他抛载气中的汞慌蒸汽。例如响,福在活性炭中莲添加碘、银符或者双硫腙施等的螯合剂塌,眠对汞蒸汽的观吸附能力就唉会变得非常肾大衬。舅爬.3仆活性炭材料努在空气净化饰中的应用深人们正在开吓发各种高效饶空气净化器吵.量活性炭材料箱因其优异的明吸附性能被篇广泛地用作书空气净化器必中的吸附剂辛释则活性炭在水宇处理中主要吨用于:脑(1)茂污水源的净崭化请.方用活性炭吸佩附水中有机吗物、颜色、获臭味、油、不苯酚等;惕(2)锈有机工业废塞水处理计.岁由于活性炭子对水中的有脉机物具有突施出的去除能挡力,对一些虎难以被生物泊降解的有机塌物更有独特剖的去除效果奥而被用于制猫革废水处理铺、造纸染料因化工废水处蝴理、焦化废疗水处理及其赢他有机废水烂处理中想.Toma拼szews苗ka馅等研究了底Mavme壳e拌河中的有机袜污染物后指乓出:常规的税处理方法不药能有效地去澡除河水中的堪一些杀虫剂斩等物质,而半活性炭则有脚较好的去除饭效果,在河给水中投入兼10mg客/L搏的活性炭可啦以将引起臭芳味的土臭素倘(Geos姑min)产和范2柏-挠甲基异茨酸党(MIB)江从杨66何mg/L近降到鸟2mg/L撇;姑(3)通无机工业废吨水处理巡.牌某些活性炭劣对于废水中移无机重金属树离子具有一乏定的选择吸芝附能力圾.炸如颗粒例状活性炭对裳于芒Ag哭,Pd2牧,Cd2姻,CrO抵42裙等离子的吸棋附去除率可泛达梳85%椒以上记.压对其他金属期离子如锑、挠铋、锡、汞凭、钴、铅、敬镍、铁等均状具有良好的俭吸附能力;提(4)骆饮用水及微流污染水净化腥领域纤.挑臭氧淡生物活性炭爽工艺以其可怠以高效去除禁水中溶解性骡有机物和致圣癌突变物、遥出水安全、箩优质而备受慰瞩目和重视近.奥在这种工艺握中,活性炭腾起着生物膜询的载体材料习的作用,而碰且活性炭可裤以很快地把究臭氧分解掉馅,尖使液体中的蓬溶解氧量增丰加,稳定了浑微生物的生滩息环境,为青好气性微生狼物的生长提领供了保证蔽.凑对主要污染帆物都有良好佩的去除效果坊,出水清澈贯、无色,可懒以满足多种貌回收使用要诱求烦.题分析表明,奸大部分还原晒性污染物通载过生物深度寺处理而被去休除,而微量鹊有机物主要唱由臭氧生物紧活性炭去除匹.晚此工艺系统桐具有除污染俘效率高、运崇行稳定、抗巨冲击能力强奶等优点疼.牺(5)云铺甲醛类物质次含有羰基极尼性基团卷,家可以通过在仪活性炭表面胖添加一些含总2棒NH2辽的亲水性有障机化合物碌,限以期通过化伯学吸附和物列理吸附共同者作用来改善锄非极性的活间性炭对醛类废物质的吸附糖性能。谅[2]卵3.2作慌为监测手段态举例荡――据氡的测定熊么怎氡主要是镭秋、钍等元素项经到α处衰变而产生这散逸到人们脊的活动空间寒。它主要通滴过土壤和岩学石的空绘隙自由运动邪,妻从地下深处全迁移到地表周。在采用石企灰岩、磷酸虑盐矿渣、磷古石膏和煤渣刘砖建造的房掉屋中道,岔氡进入建筑犬物的速率可钢以高达屡102B槐q咳·咸m粪3患和·羞h僵-1爸。所以语,钩在地铁、地窃下室、隧道尚和矿井中氡励的剂量会维创持在一个高欺水平上惧,牛氡还溶于水邮,厚可从水中释袖放出来湖。眉测定氡的方宵法主要有椒4世类眯,夸即闪烁室法煌、双滤膜法斥、电场收集些子体法和活夜性炭法。其劝中由于活性内炭法使用简被便载,堂得到越来越递广泛的应用罗。谊南京大学最伯近研制出将感被动式活性嫩炭采样改为杀主动式活性迹炭采样盒。袄以高纯锗霞γ夏谱仪测量窃222R键n/22午0Rn尘的部γ宽射线峰面积洗比盒,书经计算和校候正后得到纸222R楚n笨和帐220R井n妙的浓度。采碗样盒由空气娱采样泵、流胃量计、活性椒炭盒键(光内装椰壳颗校粒状活性炭拣)迫和时控电路啄组成。氡短惰寿命子体胞214P策o三的哑352k诱eV膏峰为冰222R难n他特征峰椒,蛮清晰可辨牌,腹由此算出亚222R队n口浓度。主动央式活性炭采腔样系统是一贝种体积小、迫耗时少、操冬作方便的大侦气氡采样装逮置合,覆尤适用于密斥闭空间酿(趋如隧道、地抛下室、地铁赠)御中氡的采样额。栏[3]冰3槐.3促叙在环境卫生悄中的应用镇师怪室内空气净码化漂室内空气质搏量是影响人两体健康的主本要环境因素歪之一。室内届空气污染物可的种类和数虹量不仅随室喊外空气污染宏状况的变化鸭而变化堂,辛而且与建筑求物所处的地末理位置、用庆途及人们的蹄活动等密切仗相关。奸据调查监测考,销室内空气中红的污染气体父多达数十种覆,迁可分为无机罗污染气体和聋有机污染气伟体两馒类。填无机污染气克体主要有读:纳SO蔑2权扛、程CO绑、问NOx信、围CO安2误等。项有机污染气静体主要有皂:勉易挥发性有临机化合物牲,倦如甲醛、甲锤烷、乙烯、华甲胺、丁烷品、甲基硫醇腹、乙醛、乙衔酸乙酯、乙勾酸丁酯、二统氯甲烷等豪;棍挥发性有机宪化合物率,馆如正己烷、艰乙醇、苯、碑甲苯、三氯定乙烷、丁醇组、二甲苯、蔑柠檬烯等孕;作半挥发性有藏机化合物咬,祖如尼古丁、筹磷酸三丁酯住、邻苯二甲喷酸二丁酯、块邻苯二甲酸刷二辛酯等。圆业已证实田,腥活性叨炭纤维对上篮述污染气体帝的吸附清除浙能力远大于峰颗粒状活性暂炭。以活性科炭纤维为滤献材的空气过朗滤器对二氧衔化硫和氮氧植化物的最大塞去除率分别泉为侍90仇.回1讨4%纷和怎76遮.嗓1勿6%,铲职使室内空气意质量达到规拴定的卫生要蜻求。由此可饼见绳,畜活性炭纤维窄作为净化室歉内空气的功拦能性材料具恶有广泛的应朝用前景。喉法登劳动防护悲用活性炭纤爆维毡作为夹库层的防毒、权防化口罩已月经面市。活爷性炭纤维与毕超细纤维结罩合而成的复熟合材料具有线高强度的过基滤性能和疏前水性巨,僵用作口罩的盗罩芯还可起行到隔离细菌呆的屏障作用愧,压从而使得用王该复合材料滥制成的口罩辩具有防毒、演防化、防尘丢和防菌的综建合效能。负叶载铂、钯等沿金属离子的郊活性炭纤维隆能选择性地伍除去一氧化防碳膨,柔可用于制作清防灾用口罩港。革[8]壳时警个人生理卫辩生香人体气味包泄括腋臭、汗税臭及排泄物精的气味等刑,曾恶臭的组分角主要是胺类燥化合物、硫缠醇类化合物董和低级脂肪论酸等。大量提的试验研究怀已经证明巨,崇活性炭纤维雾对恶臭气体甜的吸附能力舱明显大于颗惨粒状活性炭挎,嚼具有优良的太除臭效果。肝同时件,赛活性炭纤维烤还具有透气擦、吸汗、耐超洗涤等优良绢性能恭,绿因惊而织,抽活性炭纤维兄可作为吸收葵人体气味的吸衬垫材料袖,伪置于服装的贸相应部位蒜,后达到除臭的炕目的。此局外症,闻活性炭纤维群材料还可用泪作老年患者箭的坐垫或寝绒垫等。利用贩活性炭纤维乒的除臭性能植,园可将其与纸熟浆混合生产唯出具有独特销功能的活性拜炭纤维纸片,突继而广泛地你用于纸质生弟理卫生用品传。炒[4]诚化妆品中含革有大量的乙最醇遇(70%交),侄其同系物甲汗醇也时常被让检出跌,昆我国化妆品灭卫生标准规裳定甲醇为限型用物质功.肺有研究应用床活性炭纤维串型固相微萃钥取器定量分革析化妆品中桐的甲醇,勇利用护ACF于2千SPME绢法对化妆品翠中的甲醇进卸行了分析夕.岛结果表明哪∶是它有很大的撇吸附容量和狡较高的灵敏争度藏[5]固随着我国社卵会经济的发房展蝶,往人们对生活士质量的要求尖越来越高伟,揉对环境卫生盏质量及其重无要性的认识坊也将更加深晴入抄,盈活性炭纤维术在环境卫生齿领域的应用搅必将更为广糕泛。族4.活性炭歌材料的新进暮展础传统的炭材刊料为粉状或萄颗粒状活性房炭,随着研外究的深入,鹅出现了许多挽新型炭材料铸,有的已经陡在环境工程找中得到了应罩用。绿甚至在作为孕环境相容材然料,在仿生全材料、绿色掏包装、生态对建材等方面渡也极具前景辱。旺4.1怪活性炭纤维强(ACF)附ACF是继卫粉状活性炭惹、粒状活性明炭之后的第士三代活性炭聋材料,已实刃现了工业化双生产和应用友。ACF具榴有比表面积济大,吸附、两脱附速度非拥常快,重量丙轻,生成碳势粉尘少的优初点,还可以真加工成各种露不同的形状幕,可与其他捕性能的材料孤形成复合材构料,容易再峰生再利用。络ACF活化控生成的孔隙但中90%以讨上是微孔,潜为ACF提公供了巨大的鉴比表面积。题ACF具有将脱羊除氮氧化物助的能力,因俭此应用AC活F可以实现春脱硫脱硝。阀ACF还广绳泛应用于饮宗用水净化、锅劳动防护、穴环境监测、浪溶液回收等如方面。尿[7]框4.2途中间相微球直活性炭绳这种产架品否比表面积高捧达5000拔m顾2望/g被,可用于存迁储甲烷、天盖然气,或用躬于分离CO己2御和其他大气砖成分。毕4.3察膨胀石墨劣膨胀石墨具朝有高化学稳斧定性、耐高崭温低温、耐顶腐蚀、导电遇、导热、安捕全无毒,还全有高比表面英积、高表面辅活性,具有应良好的吸附续性能。它对浓低浓度的N状O嫩x、他SO瓦x速以及甲烷等棉有机蒸汽有取明显的吸附兵效果,并且沾再生处理非蕉常简单,经霜济性好。膨遍胀石墨能选毛择性的除去辩水中的非水播性溶液,能需被用于姑海上吸附浮扶油。宗4.4来纳米碳管棒纳米碳管具因有独特的性摔质,可以再飞不同的领域伴得到应用。众如用做电子唤枪、电子开再关、超级纤符维、高温部闯件的防护材欣料等。纳米宿碳管的应用印热点是高能脉量密度物质蒙的储存。推衣测单壁管的声储氢量可达库10%(质初量比),关索于其储存H灿2小、CH霉4枪等实验和理煤论研究都在直进行。此项陵技术如果能匹够突破

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论