碱铜联合改性珠状活性炭及其对甲苯的吸附机理

摘要

为了提高活性炭吸附材料对非极性污染物的吸附性能,采用碱〔(NaOH溶液)联合铜(Cu(CH3COO)2溶液〕对珠状活性炭(beaded active carbon,BAC)进行改性,利用BET、SEM、Boehm滴定和FT-IR对改性前后的活性炭进行表征,并采用动态吸附法和Yoon-Nelson吸附理论模型研究了不同改性方法对活性炭吸附甲苯穿透曲线、饱和吸附量的影响及吸附机理.结果表明:改性后BAC表面不规则的孔隙增多,比表面积和微孔容积减少,平均孔径变化不显著,表面Cu含量明显升高;不同浓度碱铜联合改性后BAC对甲苯的吸附性能均提高,当NaOH溶液浓度为8 mol∕L、Cu(CH3 COO)2溶液质量分数为0.5％时,联合改性效果最好,此时改性后BAC对甲苯的饱和吸附量较改性前增加了50.9％,吸附穿透时间延长了342.9％,吸附平衡时间延长了77.4％.研究显示:较高浓度的碱联合较低浓度的铜溶液对活性炭改性,能显著提高吸附甲苯性能;改性后BAC对甲苯的吸附性能受自身孔隙结构和表面官能团的共同影响,且表面酸性官能团影响显著,表面金属铜与甲苯的结合作用是主要的吸附过程.