使用吸附剂治理废水中的重离子污染时,使用方便,操作简单,而且不容易产生二次污染,因此一直都是重金属离子污染处理的热门方法,受到学者的广泛研究,在工业发达,重金属污染严重的今天,我们更加需要处理快捷,效率高,成本低的重金属污染处理方法,所以吸附剂得到了大力关注。下面是几类常见的几种吸附剂的介绍。86875
1 传统吸附剂活性炭
活性炭(图1-1)是使用生物有机物质(包括煤、石油、沥青等在内)经炭化、活化等一系列工序形成的一种具有丰富的孔隙结构、相对较大的比表面积、良好的吸附性能和稳定的化学性质的无定形炭,活性炭广泛地作为重金属离子的吸附剂来使用[11]。活性炭的吸附性能主要由其本身独特的物理、化学性质共同决定。论文网
张淑琴等[11]研究了活性炭对水溶液中 Pd2+、Cd2+、Cu2+的吸附行为,结果表明:100 mL 溶液、pH 值为 4。8、活性炭用量为0。2000 g 时,活性炭对 Pd2+、Cd2+、Cu2+的吸附容量分别可达到 52。54 mg/g、35。65 mg/g、57。05 mg/g。
2 沸石
沸石(图1-2)是一种含水架状结构的多孔硅铝酸盐矿物质。构成沸石骨架的最基本结构是硅氧(SiO4)四面体和铝氧(AlO4)四面体。结构中充满了大量的空腔和孔道,开放性和内表面积较大,可以和碱、碱土金属阳离子和中性水分子进行交换,因此具有良好的离子交换性能和选择性吸附功能[12]。景有海[13]等使用适当改性后的天然沸石进行了去除废水中重金属离子的研究,其研究结果表明:用沸石对电镀废水进行处理时,其最佳过流速度为 4~5 m3/h,此时锌、铬、镍的有效去除率分别可达 80%、60%、40%以上,经改性后的沸石对重金属离子的吸附量有明显的提高。王泽红[14]先将沸石进行改性,再利用改性后的沸石进行了去除废水中 Pb2+、Cu2+的吸附研究,结果表明:氢氧化钠改性的沸石对 Pb2+、Cu2+的吸附能力大幅增加,且吸附速度很快,在短时间内就可达到平衡。
3 生物吸附剂
生物吸附剂是一种包含了藻类、细菌等生物及其衍生物在内的一种吸附材料。生物吸附剂利用生物本身所具有的对各种金属污染离子的吸附作用来治理重金属离子污染的,因为生物吸附具有操作简单,价格低廉,吸附效果好,不会造成二次污染等优势,所以生物吸附剂也是现在科学研究的热点之一。。邓燕宁[15]等以含 Fe3+、Cd2+的模拟废水为研究对象,使用细菌絮凝剂和沸石作为吸附剂,分析了两种吸附剂单独使用时以及联用时对废水中重金属离子的去除效果,结果表明:在处理高浓度含 Fe3+废水时细菌絮凝剂表现出较好的吸附效果,在处理高浓度含 Cd2+废水时,沸石处理效果明显,两种吸附剂联合处理废水可弥补各自吸附特性的不足,细菌絮凝剂能促进天然沸石颗粒物沉降。昝逢宇[16]等研究了啤酒酵母对水溶液中 Cd2+和 Cu2+的吸附及解吸行为,结果表明:当 Cu2+的浓度≥50mg/L 时,啤酒酵母对 Cd2+不产生吸附,对Cu2+产生专性吸附。对生物吸附剂进行化学改性以达到较好的吸附效果是许多研究者所追求的,秦益民[17]等使用改性海带作为吸附剂,研究了改性海带对铜离子的吸附性能,结果表明:氢氧化钠处理后的海带对铜离子的吸附量达到 88。0 mg/g,吸附量比改性前增加两倍多。
4 新型碳材料吸附剂
新型碳纳米材料吸附剂主要包括富勒炼、碳纳米管、氧化石墨烯和石墨烯等以碳为主要元素,以sp2为主要杂化形式的纳米吸附剂[18]。在这些材料中,碳原子间依靠共价键相连接呈现蜂窝状结构,是碳的零维、一维或二维材料。由于新型碳纳米材料原子间特殊的结构和孔径分布,使得新型碳材料吸附剂具有非常高的比表面积,室温下电子迁移率很高,而且力学性能和导热性能都很优良。这些优越的性质性能,使得新型碳纳米材料特别适合吸附废水中的重金属离子,具有吸附能力强、吸附效率高、操作简单、不会造成二次污染,特别是这种材料吸附完成后可回收再利用,因为具有这些其他吸附剂所不具备的优势,因此新型碳材料吸附剂具有很高的应用前景和研究价值。