活性炭改性方法及其在水处理中的应用

王莘

0 引言

活性炭本身具有较高的安全性、耐热、耐酸碱、吸附性强的特点，这是一种环境友好型的吸附剂。另外，活性炭还能够将工业水中的重金属进行吸附，将水中的异味去除，澄清水中的微生物。正是由于活性炭的特点是比较明显的，这样在一定水处理中得到了一定的重视。但是由于普通的活性炭是存在一定的问题，比如说吸附性并不是很好，孔容比较小等，同时再加上电化学性质等方面的限制，就会使得其出去污染物的能力有着很大的限制，这样是没有办法满足水处理的要求。因此，就应该要对活性炭的性质、结构等方面进行改性，进而提高其水处理的能力，增加其吸附的能力。

1 活性炭的改性方式

1.1 表面氧化改性

表面氧化改性主要就是利用氧化剂来对活性炭处理，这样在一定的程度上必然就会使得活性炭的表面官能团发生一定的变化，这样在一定的程度上是能够提高其含氧的官能团数量，使得活性炭提高了其亲水的性能，这样必然也就会提高了其吸附能力的改性方法，一般会用到的氧化剂有臭氧、双氧水等。对表面的氧化性进行改性在一定的程度上能够使得表面上的形状会更加的均匀。

1.2 表面还原改性

表面还原改性主要是利用活性炭的表面功能对其进行还原的改性，这样在一定的程度上是能够增加活性炭表面上的氧碱基基团的含量，使得表面极性增加，使得活性炭对于非极性物质的吸附能力大大的增加。比较常用的还原剂主要有氮气、氢氧化钾等。

1.3 负载金属改性

负载金属改性主要就是通过一些可溶性盐将金属离子负载到活性炭的表面上，这样在高温中就会使得碳原子发生氧化还原，进而发生碳缺失情况，达到扩孔的目标。同时，金属离子对于某一些特定物质还是有着很好的吸附力，经过实验表明通过硫酸铁等对活性炭进行负载的改性，在高温中是能够使得孔道发生一定的反应，进而增加了活性炭的整体孔径。

1.4 其他改性方法

除了在上文中常见的改性方式之外，其实还有着很多其他的方式可以进行改性的，比如说酸碱改性法、等离子改性方法等。

2 活性炭在水处理中的应用

2.1 去除有机物

经过一系列研究表明，载有铂金的活性炭材料在进行氧化还原的时候是能够起到增强有机酸吸附的功能。另外，相关的学者专家还研究出了活性炭改性之后对于苯吸附的情况。活性炭的不同的改性方法会使得其对于苯酚有着不同的吸附效果，有些相关学者将活性炭的材料先是进行了氧化的改性，随着在对其进行负载改性，这样在一定的程度上就能够通过有机硫物对其表面上的吸附情况进行更加深入的了解与研究，通过该种方式的探究表明了改性方法是能够使得活性炭的表面发生很大的变化。

2.2 去除水中重金属与重金属离子

活性炭在改性之后是非常有利于去除水中重金属的。在对活性炭材料进行改性的，有吸附重金属离子极为重要作用的氨基等活性基团，这样在一定的程度上能够提高活性炭表面上的吸附能力。有些著名学者就对该问题进行了研究，该实验主要就是利用硝酸在高温的环境中进行回流一小时来对活性炭进行氧化的改性，通过研究表明采用该种方法是能够有效的提高活性炭中水中重金属离子的吸附能力，大约提高有105倍左右。

2.3 去除其他杂质

活性炭在进行氧化处理之后，加上在高温环境中不断的煅烧就会对于阴离子有着极强的吸附能力。活性炭在经过氧化钠的改性之后对于河水中的杀虫剂相关物质也是极强的吸附能力。活性炭中若是具有纳米二氧化钛的材料在一定的程度上能够起到很好的光催化作用，进而减少了水中甲基橙的数量。

3 总结

总而言之，活性炭本身具有较高的安全性、耐热、耐酸碱、吸附性强的特点，这是一种环境友好型的吸附剂。通过对其进行表面上的氧化、还原等方式对其进行改性，进而提高其整体的吸附能力。当前，国内外对于活性炭的吸附能力的改性研究是越来越重视，都在对其进行积极的开发，使得其在水处理中能够起到越来越大的作用。

参考文献：

[1]马俊丽，活性炭改性方法及其在水处理中的应用，质量探索，2016年05月。

[2]储伟、李海江，活性炭改性方法及其在水处理中的应用，化工管理，2014年04月。

[3]梁霞、王学江，活性炭改性方法及其在水处理中的应用，水处理技术，2011年08月。

[4]吴明铂、朱文慧，活性炭纤维的结构调控及其在水处理中的应用，工业水处理，2011年09月。