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技術問答

活性炭吸附處理含酚廢水的研究進展

發布(bu)時(shi)間(jian):2020-12-15點擊:

 摘(zhai)要:含(han)(han)酚(fen)(fen)廢(fei)(fei)水對環境和生物有較大(da)危害,是一種(zhong)常見的化工廢(fei)(fei)水。活性(xing)炭作為良好的吸(xi)附(fu)劑被(bei)廣泛用(yong)于污水處(chu)(chu)理(li)(li),也常被(bei)用(yong)于吸(xi)附(fu)處(chu)(chu)理(li)(li)含(han)(han)酚(fen)(fen)廢(fei)(fei)水。新的研究(jiu)集中于開發利(li)用(yong)各(ge)種(zhong)含(han)(han)碳(tan)原材(cai)料,并(bing)探究(jiu)活性(xing)炭制備(bei)和改性(xing)方法,以改善活性(xing)炭對酚(fen)(fen)類的吸(xi)附(fu)性(xing)能。部分機理(li)(li)研究(jiu)則關注活性(xing)炭的孔(kong)隙結(jie)構(gou)和表面官(guan)能團(tuan)及其對吸(xi)附(fu)酚(fen)(fen)類性(xing)能的影響。

本文從(cong)活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)制(zhi)備和改(gai)(gai)性(xing)出發,歸納整(zheng)理活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)酚類(lei)的(de)(de)(de)特性(xing)和機理,分析(xi)吸(xi)附(fu)過程(cheng)的(de)(de)(de)主要影(ying)響(xiang)(xiang)因(yin)素,并對研究(jiu)發展方向進行推論(lun)和展望。分析(xi)表明含(han)碳量(liang)高(gao)的(de)(de)(de)原材料(liao)適合制(zhi)備活(huo)性(xing)炭(tan),尤其是含(han)碳廢棄物。活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)苯(ben)酚吸(xi)附(fu)性(xing)能受比表面積(ji)和表面官能團(tuan)的(de)(de)(de)共同影(ying)響(xiang)(xiang),這對于活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)制(zhi)備和改(gai)(gai)性(xing)有指導意義。活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)苯(ben)酚的(de)(de)(de)具體應用中,需要控制(zhi)粒度、pH、溫(wen)度、吸(xi)附(fu)時間和競(jing)爭吸(xi)附(fu)等影(ying)響(xiang)(xiang)因(yin)素。

煤化(hua)(hua)(hua)(hua)工、石油化(hua)(hua)(hua)(hua)工、制藥、印染等工業(ye)廢(fei)(fei)水(shui)均含(han)酚(fen)類化(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)。酚(fen)類化(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)作(zuo)為(wei)一(yi)種原型質(zhi)毒物(wu)(wu),會通過(guo)廢(fei)(fei)水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)排放污染地表(biao)水(shui)和(he)(he)地下(xia)水(shui),對環境和(he)(he)生(sheng)態產(chan)生(sheng)諸多不(bu)利影(ying)響,如造(zao)成(cheng)水(shui)生(sheng)生(sheng)物(wu)(wu)大量(liang)死亡(wang)、抑制微生(sheng)物(wu)(wu)群(qun)落(luo)、導致動物(wu)(wu)致癌等。目前對含(han)酚(fen)廢(fei)(fei)水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)(li)(li)方式(shi)有萃取法(fa)、化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)、化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)沉淀(dian)法(fa)、物(wu)(wu)理(li)(li)(li)吸(xi)(xi)附法(fa)、電(dian)解法(fa)、生(sheng)化(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)等。其中物(wu)(wu)理(li)(li)(li)吸(xi)(xi)附法(fa)研究(jiu)和(he)(he)應(ying)用較多,常(chang)用的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附劑有活(huo)性炭(tan)、高分子材(cai)(cai)料(樹脂)、硅質(zhi)材(cai)(cai)料(黏土(tu)、沸石)、礦化(hua)(hua)(hua)(hua)垃圾、生(sheng)物(wu)(wu)材(cai)(cai)料(農業(ye)固廢(fei)(fei))等。活(huo)性炭(tan)具(ju)有較強(qiang)的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附能(neng)力(li)、穩定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)性質(zhi)和(he)(he)良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)學(xue)強(qiang)度,適用于(yu)含(han)酚(fen)廢(fei)(fei)水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)(li)(li)工藝。本(ben)文綜述近年來(lai)活(huo)性炭(tan)吸(xi)(xi)附處(chu)理(li)(li)(li)含(han)酚(fen)廢(fei)(fei)水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu),特(te)別是活(huo)性炭(tan)制備改性對酚(fen)類吸(xi)(xi)附性能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響以及活(huo)性炭(tan)吸(xi)(xi)附處(chu)理(li)(li)(li)含(han)酚(fen)廢(fei)(fei)水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響因(yin)素。

1 活(huo)性炭(tan)吸附酚(fen)類(lei)基本原(yuan)理

一般認(ren)為(wei)活(huo)性炭的大孔(50~2000nm)主要作(zuo)為(wei)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)質(zhi)分子(zi)的通道,中孔(2~50nm)既是(shi)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)質(zhi)分子(zi)的通道又發生毛細管凝(ning)結而(er)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)大分子(zi),微(wei)孔(小于2nm)則對(dui)活(huo)性炭吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)性能(neng)(neng)起支配(pei)作(zuo)用(yong)。活(huo)性炭有幾何和(he)化(hua)(hua)學(xue)不均勻表(biao)(biao)面,石墨結構(gou)上(shang)的官(guan)能(neng)(neng)團和(he)離域電子(zi)會影響(xiang)其(qi)表(biao)(biao)面化(hua)(hua)學(xue)性質(zhi),特別是(shi)其(qi)表(biao)(biao)面官(guan)能(neng)(neng)團會影響(xiang)其(qi)對(dui)極(ji)(ji)性物質(zhi)和(he)非極(ji)(ji)性物質(zhi)的選擇吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)。通常(chang)認(ren)為(wei)活(huo)性炭對(dui)酚類的吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)與(yu)含氧官(guan)能(neng)(neng)團和(he)含氮(dan)官(guan)能(neng)(neng)團有關,其(qi)中含氧官(guan)能(neng)(neng)團通常(chang)為(wei)酸性官(guan)能(neng)(neng)團,有羰(tang)基(ji)(ji)、羧基(ji)(ji)、內酯基(ji)(ji)、酚羥基(ji)(ji)等。根據吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)理論(lun),活(huo)性炭表(biao)(biao)面的吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)按(an)照(zhao)作(zuo)用(yong)力性質(zhi)可分為(wei)物理吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)和(he)化(hua)(hua)學(xue)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu),兩(liang)者比較可見表(biao)(biao)1。

表1 物理吸(xi)附和(he)化學吸(xi)附的比較

性質 物理吸附 化學吸附
吸附力 范德瓦爾斯力 化學鍵力
吸附熱 接近液化熱 接近化學反應熱
吸附溫度 較低 較高
吸附速度 較慢
選擇性
吸附層數 單層或多層 單層
脫附性質 完全脫附 脫附困難,伴有化學變化

活性炭吸附苯(ben)酚的機(ji)理(li)主(zhu)要有:π-π色(se)散力相互作(zuo)用、供體-受(shou)體模型(xing)、靜(jing)電相互作(zuo)用、溶劑效應(ying)等,但這些機(ji)理(li)尚有爭(zheng)論(lun),仍有待深入研(yan)究。

等溫吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)模型(xing)可(ke)用于擬合吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)量(liang)隨濃度的(de)(de)(de)(de)變(bian)化,液(ye)相吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)通常引(yin)用氣相吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)的(de)(de)(de)(de)公式,部分(fen)出(chu)(chu)于經驗性(xing)推廣,其(qi)機理仍有(you)待研究。活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)液(ye)相中(zhong)酚(fen)類(lei)(lei)物質(zhi)常用的(de)(de)(de)(de)有(you)Langmuir、Freundlich 和 Redlich-Peterson 模型(xing),此(ci)外(wai)還(huan)有(you)Toth、Dubinin-Radushkevich、Temkin 等許多(duo)模型(xing)。吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)動力學(xue)研究吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)速率的(de)(de)(de)(de)快慢,可(ke)探究活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)酚(fen)類(lei)(lei)物質(zhi)的(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)酚(fen)類(lei)(lei)物質(zhi)通常符合假二(er)級動力學(xue)模型(xing)和Weber-Morris 動力學(xue)模型(xing)(粒子內部擴(kuo)散模型(xing))。活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)苯酚(fen)的(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)大多(duo)為自(zi)發、放熱的(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)(△G<0,H<0),由其(qi)數值(zhi)可(ke)區分(fen)物理吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)和化學(xue)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)。也有(you)部分(fen)活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)酚(fen)類(lei)(lei)出(chu)(chu)現吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)熱的(de)(de)(de)(de)現象。

2 活性炭制備

活(huo)性炭(tan)制備是(shi)對(dui)原材料(liao)進(jin)行碳(tan)化和(he)(he)活(huo)化的過(guo)程,原材料(liao)和(he)(he)活(huo)化方法對(dui)其吸附性能影響較大,此外原材料(liao)預處理、成型(xing)等過(guo)程有一定(ding)影響。

2.1 原材料

活性(xing)炭(tan)(tan)的原材(cai)料(liao)(liao)(liao)選(xuan)擇非常(chang)廣泛,木(mu)材(cai)秸稈(gan)、果殼、煤炭(tan)(tan)、廢舊塑料(liao)(liao)(liao)、造紙(zhi)廢料(liao)(liao)(liao)、城市(shi)垃圾等(deng)(deng)均可(ke)作為(wei)活性(xing)炭(tan)(tan)的原材(cai)料(liao)(liao)(liao),新的研(yan)究以生物(wu)質和廢棄(qi)物(wu)為(wei)主。商用活性(xing)炭(tan)(tan)常(chang)有木(mu)質活性(xing)炭(tan)(tan)、煤基活性(xing)炭(tan)(tan)、果殼活性(xing)炭(tan)(tan)、活性(xing)炭(tan)(tan)復合材(cai)料(liao)(liao)(liao)等(deng)(deng)。

活性炭的苯酚吸(xi)附量 Qm(mg/g)見式(shi)(1)。

Qm=[(C0-Ct)×V]/m(1)

式中,C0和Ct分(fen)別為(wei)初(chu)(chu)始(shi)和吸附(fu)(fu)平衡時(shi)溶液中的(de)苯(ben)酚濃度(du)(du),mg/L;V為(wei)溶液體積,L;m為(wei)活(huo)性炭劑量(liang)(liang),g。表2中活(huo)性炭的(de)苯(ben)酚吸附(fu)(fu)量(liang)(liang)是通過(guo)Langmuir等一(yi)些等溫線模型擬合計算的(de)飽(bao)和吸附(fu)(fu)量(liang)(liang),但(dan)苯(ben)酚初(chu)(chu)始(shi)濃度(du)(du)、活(huo)性炭投入(ru)量(liang)(liang)、溫度(du)(du)等均會影響該數值(zhi),實驗條件的(de)差異導致(zhi)其可(ke)對比性減弱,故(gu)推薦用國家標(biao)準GB/T 7702.8-2008規定的(de)測量(liang)(liang)方法。

原材(cai)(cai)料(liao)種類和活(huo)化(hua)(hua)方(fang)法(fa)基(ji)(ji)本決定(ding)了活(huo)性(xing)炭的(de)(de)比表(biao)面積和對(dui)苯酚的(de)(de)吸附性(xing)能(neng)。表(biao)2中不同原材(cai)(cai)料(liao)用相同活(huo)化(hua)(hua)方(fang)法(fa)活(huo)化(hua)(hua)后性(xing)能(neng)差(cha)異(yi)很大,一般原材(cai)(cai)料(liao)應選(xuan)擇含(han)(han)碳(tan)元素(su)較(jiao)高(gao)的(de)(de)材(cai)(cai)料(liao),通(tong)常為含(han)(han)碳(tan)量(liang)(liang)越高(gao)越好,盡量(liang)(liang)減少(shao)灰分和其(qi)他(ta)雜質(zhi),木屑、秸稈(gan)、高(gao)分子材(cai)(cai)料(liao)等含(han)(han)碳(tan)量(liang)(liang)較(jiao)高(gao)的(de)(de)原材(cai)(cai)料(liao)制備的(de)(de)活(huo)性(xing)炭苯酚吸附量(liang)(liang)明(ming)顯(xian)優于污(wu)泥(ni)等原材(cai)(cai)料(liao)。MA等研究表(biao)明(ming)常見的(de)(de)商用活(huo)性(xing)炭對(dui)苯酚吸附性(xing)能(neng),竹質(zhi)活(huo)性(xing)炭>椰殼基(ji)(ji)活(huo)性(xing)炭>煤基(ji)(ji)活(huo)性(xing)炭。

表2 文獻(xian)中(zhong)原(yuan)材料(liao)和活化方法對活性炭苯(ben)酚吸附性能的(de)影響

原材料 活化方法 苯酚初始濃度/mg·L-1 Qm/mg·g-1 BET比表面積m2·g-1 參考文獻
生物質和農業廢棄物
澳洲堅果殼 CO2 300-1500 341 1083 21
稻殼 NaOH 300-700 336.7 2841 22
大豆秸稈 ZnCl2 10-500 278 2271 23
木鋸屑 H3PO4 0-800 200 2257 24
桉樹種子 KOH 0-1128 199.98 670 25
H2SO4 0-1316 29.46 780 25
橄欖核 ZnCl和CO2 0-150 158 1793 26
CO2 0-150 156 861 26
ZnCl2 0-150 85 1266 26
煙草殘余物 KOH 1-12 45.49 1474 27
K2CO3 1-12 17.83 1635 27
化工生產殘余物和化工產品廢棄物
膨脹石墨 CO2 50-750 299.6 1098 28
KOH 50-750 272 937 28
磷酸 50-750 168 1978 28
PET CO2 0-150 278 1850 29
水蒸氣 0-150 217 1524 29
煤焦油瀝青和糠醛 水蒸氣 100-250 150 678 30
土霉素細菌殘余物 K2CO3 100-300 117.0 1593.09 31
造紙廠污泥 ZnCl2 0-12 15.04 316 32

部分活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)由于其獨特(te)原材(cai)料而顯(xian)示出獨特(te)的性(xing)能(neng)(neng)。CHEN等發現富含鉀元素的美洲商陸莖只需熱解即(ji)可實現鉀元素自活(huo)化(hua)制(zhi)備介孔(kong)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)。活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)復合材(cai)料在(zai)強度(du)結(jie)構(gou)上(shang)得到了(le)改進,部分在(zai)吸(xi)附(fu)性(xing)能(neng)(neng)上(shang)也獲得提升。HOUARI等用蒙(meng)脫土(tu)、活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)和水泥制(zhi)備復合材(cai)料,用于吸(xi)附(fu)苯(ben)酚和對硝基苯(ben)酚,發現復合材(cai)料的吸(xi)附(fu)能(neng)(neng)力優于單(dan)純的活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)和蒙(meng)脫土(tu)。

2.2 炭化、活化方法

活性炭制備過程需要對原材料進行炭化,在高溫下脫除原材料中H、O、N 等元素,形成碳骨架,主要影響因素為升溫速率和炭化溫度。炭化可與活化同時進行,也可先炭化再活化。活性炭活化方法可分為物理活化和化學活化,物理活化常用活化劑為水蒸氣和CO2,化學活化的活化劑常用的有磷酸、硫酸、硼酸、KOH、NaOH、ZnCl2、K2CO、K2S、CaCl2、磷酸二氫鉀、(NH4)2HPO4等物理活化通過在高溫下通入CO2或水蒸氣,使炭化產物和氣態的活化劑反應形成豐富孔隙結構;化學活化通過浸漬或者混合,使炭化產物在高溫下和活化劑反應造孔,后續需要洗滌活性炭去除殘余活化劑。

總體來說大比表面積的活性炭有優勢,但活性炭的比表面積和苯酚吸附量并非呈正相關,有時甚至結果相反,主要受表面官能團的影響。表2顯示通常物理活化的活性炭比表面積小于化學活化,但苯酚吸附量恰好相反。TEMDRARA等分別用ZnCl2、CO2活(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)橄(gan)欖核制(zhi)備活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan),物(wu)(wu)理活(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)苯酚(fen)(fen)吸附(fu)量(liang)高于化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)活(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua),但BET比(bi)表(biao)面積卻遠小于化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)活(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)。此外(wai),化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)活(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)孔(kong)(kong)(kong)隙分布(bu)更偏向于微孔(kong)(kong)(kong),太小的(de)孔(kong)(kong)(kong)隙無法(fa)吸附(fu)苯酚(fen)(fen)及(ji)其衍(yan)生(sheng)物(wu)(wu),部分孔(kong)(kong)(kong)隙由于分子間(jian)作用力表(biao)現出對酚(fen)(fen)類的(de)排斥(chi)作用,同樣為無效孔(kong)(kong)(kong)隙。通過(guo)選擇活(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)方法(fa)和(he)(he)控(kong)制(zhi)活(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)條件,使孔(kong)(kong)(kong)隙結(jie)構(gou)(gou)和(he)(he)苯酚(fen)(fen)分子尺(chi)寸接(jie)近時(shi)效果(guo)最好。當孔(kong)(kong)(kong)隙結(jie)構(gou)(gou)遠大于苯酚(fen)(fen)分子,則(ze)需要考慮空間(jian)效應。

針對(dui)活性炭(tan)的苯酚吸附(fu)性能(neng),大致為(wei)物理活化(hua)優于(yu)化(hua)學活化(hua),堿性活化(hua)劑(ji)(ji)優于(yu)酸性活化(hua)劑(ji)(ji)。

物理活化中,CO2和水蒸氣各有優勢。LORENC-GRABOWSKA等分別用CO2、水蒸氣活化PET和煤焦油瀝青混合物制備活性炭,發現CO2活化法制備的活性炭吸附苯酚更快達到平衡,歸因于CO2活化的活性炭有更多中孔容積。SMETS等結果則顯示水蒸氣活化的活性炭苯酚吸附量高于CO2活化。

制備工(gong)(gong)(gong)藝中(zhong)的(de)許多環節會對活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸附性(xing)(xing)能(neng)產生影響,如原材(cai)料預處理、活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)浸漬、碳(tan)化(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)溫度(du)和(he)時間(jian)、氛圍(wei)(保護氣體(ti)(ti))等。其中(zhong),活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)溫度(du)和(he)活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)時間(jian)對活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)孔隙(xi)結(jie)(jie)構影響較(jiao)(jiao)大。SMETS等發現提高(gao)活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)溫度(du)和(he)增加活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)時間(jian)可以(yi)提高(gao)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)BET比表面積和(he)多孔性(xing)(xing)。活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)在活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)造(zao)孔的(de)過程中(zhong),活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)使用量對活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)最(zui)終的(de)孔隙(xi)結(jie)(jie)構有一定影響。KILIC等發現提高(gao)活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)比例可以(yi)加大比表面積和(he)孔體(ti)(ti)積。根據實驗研究結(jie)(jie)果選擇較(jiao)(jiao)佳的(de)制備工(gong)(gong)(gong)藝,不(bu)同材(cai)料和(he)活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)方法的(de)較(jiao)(jiao)佳工(gong)(gong)(gong)藝各不(bu)相同。

3 活(huo)性(xing)炭改性(xing)

活性(xing)(xing)(xing)炭改(gai)性(xing)(xing)(xing)可(ke)改(gai)變(bian)活性(xing)(xing)(xing)炭微觀結構和化(hua)(hua)學性(xing)(xing)(xing)質,方法有(you)表面(mian)氧化(hua)(hua)還(huan)原(yuan)改(gai)性(xing)(xing)(xing)、酸堿改(gai)性(xing)(xing)(xing)、溶(rong)劑浸漬改(gai)性(xing)(xing)(xing)、金屬負載改(gai)性(xing)(xing)(xing)、高溫處理、電化(hua)(hua)學改(gai)性(xing)(xing)(xing)和等(deng)離子體改(gai)性(xing)(xing)(xing)等(deng)。不同改(gai)性(xing)(xing)(xing)方法特(te)點見表3。

表3 活性炭改性方(fang)法及其特(te)點

處理方法 特點
酸處理 增加表面酸性官能團,減少BET比表面積和孔隙容積;產生SO2、NO2等污染物
堿處理 減少表面酸性官能團,形成堿性官能團
異物浸漬 減少BET比表面積和孔隙容積;增加內部的催化氯化能力
熱處理 減少表面的含氧官能團,增加BET比表面積和孔隙容積

RIVERA-UTRILLA等發現用H2O2、O3和HNO3等氧化(hua)處(chu)理(li)會增加酸(suan)性(xing)表(biao)面官(guan)能團(tuan)和破壞孔隙(xi)結構。硫化(hua)和氨化(hua)處(chu)理(li)會增加活性(xing)炭表(biao)面的(de)堿(jian)度,增加了(le)表(biao)面的(de)極(ji)性(xing),能更好地吸附(fu)(fu)極(ji)性(xing)有機(ji)物(wu)。用不同的(de)配(pei)位配(pei)體(ti)來修飾活性(xing)炭,可改變(bian)其結構和化(hua)學(xue)性(xing)質(zhi),常用于重金屬的(de)絡合吸附(fu)(fu)。YIN等在(zai)綜述活性(xing)炭改性(xing)方(fang)法時認(ren)為堿(jian)處(chu)理(li)、熱處(chu)理(li)和異物(wu)浸漬等方(fang)法可以增加活性(xing)炭對有機(ji)物(wu)的(de)吸附(fu)(fu)。

普(pu)遍(bian)認(ren)為(wei)酸(suan)處理后(hou)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)表(biao)面的(de)酸(suan)性(xing)(xing)官能(neng)(neng)團增加(通(tong)常為(wei)羧(suo)基、內(nei)酯基、酚羥基、羰基等(deng)),堿性(xing)(xing)官能(neng)(neng)團減(jian)少,活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)表(biao)面積(ji)和孔隙(xi)容積(ji)明顯(xian)減(jian)小。酸(suan)改(gai)性(xing)(xing)后(hou)的(de)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)對(dui)酚類吸(xi)附(fu)能(neng)(neng)力下降,羧(suo)基等(deng)酸(suan)性(xing)(xing)官能(neng)(neng)團阻礙了活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)對(dui)苯(ben)酚的(de)吸(xi)附(fu)。HAYDAR等(deng)認(ren)為(wei)酸(suan)處理可改(gai)善活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)對(dui)酚類的(de)吸(xi)附(fu)性(xing)(xing)能(neng)(neng),也可能(neng)(neng)只對(dui)某些(xie)酚類起積(ji)極作用。

CARVAJAL-BERNAL等發現活性炭用磷(lin)酸(suan)和硝酸(suan)浸漬(zi)改(gai)性后對2,4-二硝基酚的吸(xi)附有明顯改(gai)善。酸(suan)處(chu)理(li)后活性炭的酚類吸(xi)附性能更易受環境條件影響,PETROVA等發現硝酸(suan)氧化改(gai)性后的活性炭對硝基酚和氨基酚的吸(xi)附受到(dao)pH影響加大。

適當的熱處理可(ke)以改善活(huo)(huo)性(xing)炭對苯酚的吸附。 ZHANG等用馬(ma)弗爐加熱活(huo)(huo)性(xing)炭進行熱改性(xing),發現900℃效果較佳,苯酚吸附量由119.53mg/g增加到144.93mg/g。熱改性(xing)后部分孔隙(xi)結構(gou)破(po)(po)壞(huai),表面含氧官能(neng)團減少,后者是其苯酚吸附量增加的主要(yao)原因。酸(suan)處理和熱處理均會在(zai)一定程(cheng)度上破(po)(po)壞(huai)活(huo)(huo)性(xing)炭的孔隙(xi)結構(gou),改性(xing)時不宜(yi)過度氧化(hua)或加熱。

堿處理有利于活性炭對酚類的吸附。YANG等用氨氣氨基化活性炭,發現苯酚吸附量提高20%,活性炭單位比表面積的苯酚吸附量與吡啶 N、吡咯 N 的數量呈線性關系,認為這兩個含氮官能團加強了苯酚和活性炭基面間的π-π 色散力。丁春生等分別用氨水、氫氧化鈉和碳酸鈉對活性炭改性,苯酚吸附量分別由92.03mg/g 增加到152.76mg/g、149.05mg/g 和 155.83mg/g。YAM等制備活性炭堇青石復合材料,用NaOH和NH3進行改性后苯酚吸附性能改善,其中N3改性(xing)效果(guo)更(geng)好(hao),改性(xing)增加了材料(liao)表面的官能(neng)團(羥基和(he)氨基),官能(neng)團的質子親和(he)力(li)使材料(liao)對苯酚(fen)吸附(fu)能(neng)力(li)增強。

部分文獻使用浸漬和負載其他物質的方法改善活性炭的苯酚吸附性能。ABUSSAUD等將活性炭負載氧化鐵、氧化鋁、二氧化鈦,改性后活性炭的苯酚吸附性能均有提高。楊英等發現活性炭負載金屬離子改性后吸附苯酚性能改善,效果對比為Al3+>H+>Zn2+>Cu2+>Mn7+

提高活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭吸(xi)附苯酚(fen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)改性(xing)(xing)(xing)(xing)方向大(da)致(zhi)為減少(shao)酸性(xing)(xing)(xing)(xing)官能(neng)團(tuan)和增(zeng)加(jia)堿(jian)性(xing)(xing)(xing)(xing)官能(neng)團(tuan),加(jia)大(da)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭比(bi)表面(mian)積,增(zeng)加(jia)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭表面(mian)的(de)(de)(de)非極性(xing)(xing)(xing)(xing)和疏水性(xing)(xing)(xing)(xing),以及負載一些金屬(shu)及其氧化(hua)物。以減少(shao)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭表面(mian)含(han)氧官能(neng)團(tuan)為目的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)改性(xing)(xing)(xing)(xing)方法,還有新的(de)(de)(de)技(ji)術方向(電化(hua)學改性(xing)(xing)(xing)(xing)、等(deng)離子體改性(xing)(xing)(xing)(xing)等(deng))。張悅用(yong)介(jie)質阻擋放電等(deng)離子體技(ji)術去除活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭表面(mian)的(de)(de)(de)酚(fen)羥基,使苯酚(fen)吸(xi)附量(liang)提高 30.8%。

4 吸附過(guo)程影響因(yin)素

活性(xing)炭吸附廢水中酚(fen)類(lei)時的(de)影響因(yin)素(su)較多,主要為活性(xing)炭種(zhong)類(lei)、活性(xing)炭粒度(du)、溫度(du)、pH、活性(xing)炭投入量、含(han)酚(fen)廢水初始濃度(du)、吸附時間、競爭吸附等。

4.1 活性炭粒度

活(huo)性炭(tan)(tan)粒度會影(ying)響(xiang)吸(xi)附(fu)速(su)率,其形(xing)態有粉(fen)末(mo)、顆(ke)粒、球(qiu)形(xing)、纖(xian)維等。大部分文(wen)獻(xian)中均使用粉(fen)末(mo)或顆(ke)粒活(huo)性炭(tan)(tan),是因為其制備(bei)方便且吸(xi)附(fu)性能好。成(cheng)型活(huo)性炭(tan)(tan)和(he)活(huo)性碳纖(xian)維工藝(yi)復雜,但(dan)使用和(he)回收方便。粒度和(he)形(xing)態影(ying)響(xiang)與吸(xi)附(fu)質的接觸面(mian)積(ji)和(he)擴散時間(jian),進而影(ying)響(xiang)吸(xi)附(fu)速(su)率,對吸(xi)附(fu)量(liang)也有一(yi)定的影(ying)響(xiang)。岳媛等發現粒徑小(xiao)于150μm 的活(huo)性炭(tan)(tan)的苯(ben)酚吸(xi)附(fu)量(liang)是粒徑1000~2000μm 的活(huo)性炭(tan)(tan)的1.2倍。

4.2 含酚(fen)廢水pH

表4為活(huo)性(xing)炭(tan)與廢水的(de)(de)pH關系(xi)。活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附酚(fen)類受(shou)pH影響(xiang),取決于活(huo)性(xing)炭(tan)表面電荷(he)(he)和(he)酚(fen)類電離(li)的(de)(de)關系(xi)。活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)表面電荷(he)(he)由(you)pH和(he)其零(ling)電荷(he)(he)點(pHPZC)共同決定(ding),酚(fen)類的(de)(de)電離(li)情況則由(you)pH和(he)酸度系(xi)數(shu)(pKa)決定(ding)。隨著pH的(de)(de)增加(jia)(jia),苯酚(fen)的(de)(de)解離(li)強(qiang)度增加(jia)(jia),活(huo)性(xing)炭(tan)表面帶負電荷(he)(he)增加(jia)(jia),靜電排斥力加(jia)(jia)大,苯酚(fen)吸(xi)附量降低,靜電斥力對(dui)于小尺寸的(de)(de)孔隙結構影響(xiang)更大。

表4 不同活性炭(tan)吸附苯酚的較佳pH

活性炭原材料和活化方法 吸附苯酚較佳pH 參考文獻
紫莖澤蘭;ZnCl2活化 6.0 54
牧豆瓜葉菊;ZnCl2活化 4.0 20
東方香蒲 5 55
褐煤 4.0 56
非洲山毛櫸鋸木屑;KOH活化 7.0 57
青石和糠醇;NaOH和NH3改性 4 49
活性炭負載Fe2O3、Al2O3、TiO2 7 50
蒙脫士、活性炭和水泥復合材料 3 36

4.3 溫度和吸附時間

溫度對活性炭的吸附酚類影響主要源于吸附熱,吸附過程大多為放熱過程,溫度的升高會降低吸附量。PIRZADEH等用ZnCl2活(huo)(huo)化(hua)造紙(zhi)廠污泥制(zhi)備活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan),發現隨溫(wen)度上(shang)升活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)苯酚吸(xi)附量下(xia)降。但也有部(bu)分活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附酚類為吸(xi)熱過程,則出現截然相反(fan)的(de)情況。SURESH等(deng)研究活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)對水溶液中苯酚、對硝基酚、苯胺(an)的(de)競爭(zheng)吸(xi)附時,發現溫(wen)度越高吸(xi)附效果越好。

活性炭(tan)對(dui)溶(rong)液(ye)中酚(fen)類物質的吸(xi)(xi)附(fu)(fu)是一個持續的過程,隨(sui)時(shi)間(jian)逐漸(jian)趨于(yu)動態平(ping)衡,即吸(xi)(xi)附(fu)(fu)和解吸(xi)(xi)附(fu)(fu)平(ping)衡。FENG等用(yong)東方香蒲(pu)制備活性炭(tan),吸(xi)(xi)附(fu)(fu)苯酚(fen)的平(ping)衡時(shi)間(jian)為135min。ABDEL-GHANI等用(yong)KOH活化非洲山(shan)毛櫸木鋸木屑(xie)制備活性炭(tan),吸(xi)(xi)附(fu)(fu)苯酚(fen)較佳時(shi)間(jian)為300min。各種活性炭(tan)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)速率不同,但數小(xiao)時(shi)均能達到平(ping)衡。工(gong)程應(ying)用(yong)需盡量(liang)增加活性炭(tan)停留時(shi)間(jian),充(chong)分(fen)發揮其(qi)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)潛(qian)力。

4.4 競爭吸附

工業上含酚(fen)廢水成分復雜,如煤氣化的廢水中主要含苯酚(fen)、甲(jia)酚(fen)、二甲(jia)酚(fen)等酚(fen)類(lei)物質以及(ji)鹽(yan)類(lei)和其他有機物。活性炭吸(xi)附過程中各組分間(jian)存在競(jing)爭吸(xi)附,苯酚(fen)與取代酚(fen)、酚(fen)類(lei)與鹽(yan)類(lei)、酚(fen)類(lei)與其他有機物之間(jian)的競(jing)爭吸(xi)附均需(xu)要研究。

活性炭對酚(fen)類物質的吸(xi)附(fu),相互之間存在(zai)競爭吸(xi)附(fu)。部分文獻(xian)表(biao)明活性炭對酚(fen)類吸(xi)附(fu)量隨取(qu)代(dai)度的增加而(er)增加,取(qu)代(dai)酚(fen)更容(rong)易被吸(xi)附(fu)。AHMARUZZAMAN等研(yan)究表(biao)明活性炭對不同酚(fen)類吸(xi)附(fu)優(you)先級表(biao)現為:對硝基酚(fen)>對氯酚(fen)>苯(ben)酚(fen)。

RINCóN-SILVA等將桉樹種子(zi)分別用(yong)硫酸(suan)和NaOH活化制備活性(xing)(xing)炭(tan)(tan),該活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸附(fu)能力(li)為:對(dui)(dui)氯(lv)(lv)(lv)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)酚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)>對(dui)(dui)硝(xiao)基(ji)(ji)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)酚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)>苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)酚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)。活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)對(dui)(dui)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)酚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)取(qu)代物的(de)吸附(fu)選(xuan)擇(ze)性(xing)(xing)強(qiang)于(yu)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)酚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen),但(dan)不同取(qu)代基(ji)(ji)如鹵族和硝(xiao)基(ji)(ji)則對(dui)(dui)不同活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)有不同結果。取(qu)代基(ji)(ji)的(de)數量(liang)和位(wei)置也會影響競(jing)爭吸附(fu)過程,選(xuan)擇(ze)性(xing)(xing)隨取(qu)代基(ji)(ji)數量(liang)增(zeng)加而(er)增(zeng)強(qiang),取(qu)代位(wei)置通常按照鄰間對(dui)(dui)選(xuan)擇(ze)性(xing)(xing)依(yi)次增(zeng)強(qiang)。CARMONA等研究表明(ming)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸附(fu)能力(li)順序為:2,4-二(er)氯(lv)(lv)(lv)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)酚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)>對(dui)(dui)氯(lv)(lv)(lv)酚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)>鄰氯(lv)(lv)(lv)酚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)>苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)酚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)。LI等用(yong)瀝青(qing)基(ji)(ji)活性(xing)(xing)碳纖(xian)維(wei)吸附(fu)水溶液中酚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)類,發(fa)現其吸附(fu)能力(li)為:2,4,6-三氯(lv)(lv)(lv)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)酚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)>2,4-二(er)硝(xiao)基(ji)(ji)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)酚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)≈2,4-二(er)氯(lv)(lv)(lv)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)酚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)>對(dui)(dui)硝(xiao)基(ji)(ji)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)酚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)>對(dui)(dui)氯(lv)(lv)(lv)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)酚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)>鄰氯(lv)(lv)(lv)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)酚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)>苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)酚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)。

活性炭吸附苯酚與金屬離子間存在競爭吸附。SULAYMON等研究表明活性炭對苯酚和鉛共同吸附時,吸附量均下降,吸附位點的限制導致了競爭吸附。ARCIBAR-OROZCO等研究發現苯酚的存在降低重金屬鉛和鎘的吸附率,苯酚占據了吸附位點,并在金屬陽離子和活性炭表面氧化基團間產生了空間位阻。然而,重金屬離子的存在卻提高了活性炭對苯酚的吸附率,可能是重金屬被吸附后穩固了活性炭表面電荷。HUANG等發現苯酚存在會明顯減少活性炭對六價鉻的吸附,但六價鉻的存在對活性炭吸附苯酚沒有明顯的影響。LIU等發現活性炭/殼多糖復合材料對苯酚和Cu2+的(de)吸(xi)附(fu)沒有(you)明顯的(de)競(jing)爭。金(jin)屬離子的(de)存在對活(huo)性炭吸(xi)附(fu)苯酚影響各(ge)異,部(bu)分(fen)金(jin)屬離子起(qi)到抑(yi)制效(xiao)果(guo),部(bu)分(fen)起(qi)到促進效(xiao)果(guo),其機理有(you)待研(yan)究。

活性(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)苯(ben)(ben)酚(fen)和其他有機(ji)物之間也(ye)存在競(jing)爭(zheng)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu),廢水中常見有機(ji)物均可作為研(yan)究(jiu)對象(xiang)。AGARWAL等發(fa)現(xian)銅(tong)浸漬(zi)活的(de)性(xing)炭(tan)同時(shi)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)苯(ben)(ben)酚(fen)和氰化物時(shi)表(biao)現(xian)出協同作用。陳女發(fa)現(xian)在活性(xing)炭(tan)上競(jing)爭(zheng)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu),苯(ben)(ben)酚(fen)強(qiang)(qiang)于丙酮。林永波(bo)等發(fa)現(xian)在活性(xing)炭(tan)上的(de)競(jing)爭(zheng)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu),腐植酸強(qiang)(qiang)于苯(ben)(ben)酚(fen)。ANDRIANTSIFERANA等研(yan)究(jiu)發(fa)現(xian)活性(xing)炭(tan)對羥(qian)基(ji)苯(ben)(ben)甲酸的(de)選(xuan)擇性(xing)強(qiang)(qiang)于苯(ben)(ben)酚(fen),歸(gui)因于羥(qian)基(ji)苯(ben)(ben)甲酸更低的(de)溶解度和在該pH下吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)質分子的(de)電離狀況,以(yi)及羧基(ji)的(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)電子特性(xing)。工程中針對具(ju)體的(de)廢水成分需進行吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)競(jing)爭(zheng)分析(xi)。

4.5 連續性吸附

活(huo)性(xing)(xing)炭在(zai)(zai)實際工程(cheng)中通常使用(yong)固(gu)定床或(huo)流(liu)(liu)化(hua)(hua)床,需要做系統(tong)的(de)(de)連續性(xing)(xing)研(yan)究和(he)吸(xi)附(fu)(fu)穿(chuan)透(tou)曲線(xian)。入口(kou)酚(fen)類濃度、廢水流(liu)(liu)量(liang)、活(huo)性(xing)(xing)炭總量(liang)和(he)顆粒大(da)(da)小(xiao)均會影(ying)響活(huo)性(xing)(xing)炭吸(xi)附(fu)(fu)潛能(neng)的(de)(de)發揮。TAN等用(yong)油棕殼基(ji)活(huo)性(xing)(xing)炭在(zai)(zai)填充床柱中吸(xi)附(fu)(fu) 2,4,6-三氯酚(fen),在(zai)(zai)入口(kou)濃度低、較小(xiao)給水流(liu)(liu)量(liang)和(he)較高(gao)的(de)(de)填充高(gao)度的(de)(de)條件下運行效果更好。KULKARNI 等研(yan)究了椰(ye)殼基(ji)活(huo)性(xing)(xing)炭在(zai)(zai)流(liu)(liu)化(hua)(hua)床中的(de)(de)最小(xiao)流(liu)(liu)化(hua)(hua)速(su)度和(he)苯(ben)酚(fen)吸(xi)附(fu)(fu)穿(chuan)透(tou),發現活(huo)性(xing)(xing)炭吸(xi)附(fu)(fu)飽和(he)度隨(sui)進口(kou)苯(ben)酚(fen)濃度和(he)流(liu)(liu)動速(su)度的(de)(de)增大(da)(da)而加(jia)大(da)(da),吸(xi)附(fu)(fu)飽和(he)度隨(sui)活(huo)性(xing)(xing)炭粒徑(jing)加(jia)大(da)(da)而減小(xiao)。

4.6 活性(xing)炭(tan)再生(sheng)

活性炭吸附酚類,物理吸附相對化學吸附更容易再生,針對吸附酚類的特種活性炭的制備和改性需考慮其再生性能。活性炭吸附酚類物質后,常見的再生方法有熱再生、溶劑再生、化學氧化再生、電化學再生、生物再生等,以及較新的研究方向,如光催化再生、超聲波再生、微波再生、等離子體再生、超臨界水氧化、超臨界CO2吹脫(tuo)等。其中部(bu)分再(zai)生方法將酚類氧化降解,但(dan)最理想的(de)目標是再(zai)生活(huo)性(xing)(xing)炭的(de)同時回收酚類物(wu)質(zhi),因為酚類作(zuo)為化工原(yuan)材料具有一定經濟價值(zhi)。用于含酚廢(fei)水(shui)處理后(hou)活(huo)性(xing)(xing)炭再(zai)生的(de)研(yan)究(jiu)仍然缺乏,再(zai)生性(xing)(xing)能也(ye)未列(lie)入(ru)活(huo)性(xing)(xing)炭特性(xing)(xing)指(zhi)標,合(he)適的(de)再(zai)生方法也(ye)需繼續(xu)探究(jiu)。

5 結語(yu)和展望

本(ben)(ben)文綜(zong)述了活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)附(fu)(fu)處理含(han)(han)酚(fen)(fen)廢(fei)(fei)水(shui)機理、活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)制備改性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)及吸(xi)附(fu)(fu)影響(xiang)因(yin)(yin)素的研(yan)究(jiu)(jiu)進展(zhan)。相關研(yan)究(jiu)(jiu)顯(xian)示活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)附(fu)(fu)含(han)(han)酚(fen)(fen)廢(fei)(fei)水(shui)的機理與含(han)(han)氧含(han)(han)氮官(guan)(guan)能團(tuan)有(you)關,仍有(you)待(dai)深入研(yan)究(jiu)(jiu)。活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)用于吸(xi)附(fu)(fu)處理含(han)(han)酚(fen)(fen)廢(fei)(fei)水(shui)需考(kao)慮(lv)成本(ben)(ben),原材料(liao)可(ke)(ke)選(xuan)擇含(han)(han)碳廢(fei)(fei)棄物(wu)和生(sheng)物(wu)質(zhi)材料(liao),在廢(fei)(fei)棄物(wu)資源化(hua)的同(tong)時以(yi)(yi)廢(fei)(fei)治廢(fei)(fei)。制備活(huo)(huo)(huo)(huo)化(hua)方法優(you)選(xuan)物(wu)理活(huo)(huo)(huo)(huo)化(hua),化(hua)學(xue)活(huo)(huo)(huo)(huo)化(hua)方法優(you)選(xuan)堿性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)活(huo)(huo)(huo)(huo)化(hua)劑。活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的苯(ben)酚(fen)(fen)吸(xi)附(fu)(fu)量由其比表(biao)面(mian)積和表(biao)面(mian)官(guan)(guan)能團(tuan)共同(tong)決(jue)定,改性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)方向為減少酸性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)官(guan)(guan)能團(tuan)和增加堿性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)官(guan)(guan)能團(tuan)。活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)附(fu)(fu)酚(fen)(fen)類過程(cheng)的影響(xiang)因(yin)(yin)素則有(you)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)粒(li)度(du)、含(han)(han)酚(fen)(fen)廢(fei)(fei)水(shui)pH、溫度(du)和競爭吸(xi)附(fu)(fu)等,實際應(ying)用可(ke)(ke)先進行實驗(yan)和模擬以(yi)(yi)預測最佳吸(xi)附(fu)(fu)條件(jian)。目前商(shang)用活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)針對(dui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)不(bu)強(qiang),而不(bu)同(tong)吸(xi)附(fu)(fu)質(zhi)所(suo)需活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的特性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)差異很(hen)大,高吸(xi)附(fu)(fu)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的制備,針對(dui)含(han)(han)酚(fen)(fen)廢(fei)(fei)水(shui)的特種活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)開發需要繼續研(yan)究(jiu)(jiu)。此外,用于含(han)(han)酚(fen)(fen)廢(fei)(fei)水(shui)處理后活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的再生(sheng)問題(ti)未(wei)能很(hen)好(hao)解決(jue),也(ye)需進一步(bu)探(tan)究(jiu)(jiu)。