煤气化灰渣活性炭的制备、改性及对络合铜的吸附性能研究

来源 :南京信息工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hgjsy
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化学镀铜产生的含络合铜废水一直是工业废水处理的难点,活性炭具有强度高、孔隙发达、比表面积大等优点,被广泛应用于电镀废水处理领域。随着污染问题的日益加重,活性炭的市场需求也越来越大,充足的原料供应是制约活性炭产业发展的重要因素。煤化工行业加压气化工艺产生大量的固废气化灰渣,对环境造成巨大威胁,气化灰渣的处理与利用将直接影响我国煤化工行业的发展。为了处理络合铜废水,本实验以固废气化灰渣为原材料,通过添加一定配比的粘合剂制备成活性炭,研究了其对铜离子和络合铜的吸附性能及影响因素,之后通过改性进一步提高其对络合铜的吸附性能,通过FTIR、XRD、EDX等表征手段研究了其对络合铜的去除机制,研究表明:本实验通过炭化活化将煤气化灰渣制备成活性炭,该材料对络合铜废水有较好的吸附效果。煤气化灰渣活性炭对Cu2+、铜氨络合物(Cu-NH3)、柠檬酸络合铜(Cu-Cit)、EDTA络合铜(Cu-EDTA)的吸附效果为Cu2+>Cu-EDTA>Cu-NH3>Cu-Cit,其对它们的吸附量分别为40.94、33.98、28.87和23.70mg/g。通过浸渍法将煤气化灰渣活性炭浸渍于氯化锰溶液中而进行改性,改性后煤气化灰渣活性炭的吸附量对比改性前有明显提升,对Cu2+、Cu-EDTA、Cu-NH3、Cu-Cit的吸附量分别为51.56、44.67、37.11、30.38mg/g。煤气化灰渣活性炭和改性后的活性炭对络合铜的吸附过程均为单分子层吸附,本次实验在p H等于5左右时,活性炭对含铜废水的吸附量达到最大。随着吸附剂投加量的增加,在络合铜废水浓度一定的条件下,吸附量呈递减趋势。随着伴随离子的浓度增加,活性炭对伴随离子的吸附量逐渐增加,当伴随离子浓度高于络合铜浓度时,活性炭优先吸附伴随离子。针对改性后煤气化灰渣活性炭对Cu-EDTA吸附还进行了重复性实验,表明改性后煤气化灰渣具有可重复利用性。本研究为煤气化灰渣活性炭处理络合铜废水及其资源化利用提供理论支撑和解决方案。
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