炭质吸附剂孔径分布与焦化废水有机组分分离的相关性

摘要

选取4种孔隙结构不同的炭质吸附剂木质(A1)、椰壳(A2)、煤质(A3)和焦炭(H)吸附焦化废水中的总有机碳(TOC)成分,考察吸附性能、分子量大小等因素对吸附效果的影响,同时利用傅里叶红外光谱、比表面积及介孔/微孔分析仪对吸附剂进行表征,探究吸附剂表面化学性质和孔径分布对焦化废水吸附差异相关性.结果表明:4种吸附剂表面性质相近,孔隙结构不同是其吸附性能差异的主要因素.比表面积:A1(1723.59m2/g)＞ H(1716.19m2/g)＞A2(911.55m2/g)＞A3(505.23m2/g),平均孔径:A1(5.14nm)＞H(5.02nm)＞A3(3.81nm)＞A2(3.45nm).Redlich-Peterson吸附等温线方程能更好地拟合吸附数据.分子量分布、UV254、SUVA和EEMs说明微孔面积较大的A1和A2优先吸附低分子量(＜1000)有机物,A3和H能够回收高分子量(1000～0.45μm)有机物,降低废水芳香构造化程度.焦化废水TOC中94.29％的有机物分子量小于10000,微孔(＜2nm)和较小中孔(2～10nm)更适合用焦化废水吸附处理.上述研究指出,吸附材料、孔结构与孔径分布、焦化废水性质、有机物分子结构之间存在相关性,通过性质的匹配来实现废水预处理优化的吸附分离工艺.