论文部分内容阅读
近些年来,随着工业及经济的快速发展,氯酚等有机氯化物造成的环境污染问题日趋严重。本文选用氯酚类中一种典型的污染物——2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)作为目标污染物,并沿用负载铁锰离子对活性炭进行表面改性的方法制备改性活性炭,将其运用于水处理技术中,进行对2,4,6-TCP的吸附。设计正交试验探求最优工况进行微波再生,并研究铁锰改性活性炭再生前后表面化学组成、表面微观结构以及孔隙结构等的变化情况,通过表征结果来阐述其再生机理,得到相关研究结果如下:1、对正交实验结果进行分析,得出微波再生载2,4,6-TCP改性活性炭的最佳的工艺组合为:微波功率550w,微波辐照时间8min,活性炭装填量7g,氮气流量0.1m3/h。2、循环三次再生后的改性活性炭再生率仍能达到100%以上。之后去除率、再生率以及吸附量均有所下降,但经过9次再生之后再生率仍能保持在75%,且整体的炭损耗率很小。这说明微波多次再生是一种十分有效的活性炭再生手段。3、实验数据表明,再生后的改性活性炭进行再吸附时没有发生铁锰离子泄漏现象;在微波再生过程中,改性时负载在活性炭表面的物质(经XRD谱图分析主要是Fe2O3和MnO2),会产生移动和脱附现象,通过SEM和XRD表征及铁锰离子泄露实验可以证明,且再生前三次现象较为明显。4、对负载金属离子表面改性的活性炭进行吸附后微波再生,效果相当于是对其进行了微波改性,而改性时负载的金属离子,相当于是再生过程中的催化剂,因为铁锰离子对微波的吸收比活性炭更加强烈,且发生移动会产生孔洞,使得反应朝有利的方向进行。5、微波辐照会导致闭孔变微孔,微孔变中、大孔,而大孔的吸附能力远不如微孔。第七次再生后孔洞烧融塌陷的现象尤为明显,微孔结构已经很少。因此第一次再生的效率非常高,而随着微波再生次数的增加,效率会逐渐降低。6、活性炭经铁锰改性后酸性基团会大量增加,再生后其表面的酸性基团迅速减少,同时碱性官能团的数量增加,而碱性的主要来源于疏水性的C=O。它使得活性炭的疏水性增强,从而对疏水性的有机物2,4,6-TCP的吸附效果更好。这也是为什么即使活性炭表面的孔洞烧融塌陷后依然能保持较好的吸附性能。