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高氯酸盐在饮用水中的污染日益受到人们的关注,美国把它列入饮用水污染物候补名单,日本将高氯酸盐列为第一类危险物。根据一项污染调查研究发现,我国部分地区的饮用水、土壤、谷物甚至母乳中都含有不同浓度的高氯酸盐。高氯酸盐进入人体后,高氯酸根和碘离子发生竞争性抑制作用,高氯酸盐会优先于碘离子被甲状腺吸收,影响甲状腺激素的正常分泌,进而影响人体的正常代谢功能,严重时会造成人贫血,婴幼儿智力下降等问题。且高氯酸根具有很强的稳定性,一旦进入环境,很难降解,也不易挥发,且环境中高氯酸根的含量通常都很低,除去的难度更高,容易造成持久的环境污染。因此,制备出一种可以高效去除低浓度高氯酸盐的材料,显得尤为重要和迫切。本文采取了将椰壳颗粒活性炭氮官能化的方法制备出具有高效出去高氯酸盐的活性炭材料。椰壳活性炭本身具有较高的吸附容量,氮官能化过程进一步提高其化学吸附能力。氮官能化由预处理、氨化和甲基化三步构成。文中第三章通过使用这三步中的一步或者两步制备出不同处理深度的氮官能化活性炭材料,并使用扫描电镜(SEM)、比表面及孔径分析仪(BET)、pH值检测、X光谱射线分析仪(XPS)等方法对活性炭表面的物化性能进行表征,并进行了低浓度的高氯酸盐的静态吸附试验。最终结果表明,经预处理、氨化和甲基化三步最终制的氮官能化活性炭的表面特征发生了较为明显的改变,主要表现如下:一,比表面和微孔量都有较大程度大减少,其比表面为370m~2/g,微孔量为0.103cm~3/g;二,表面生成了较多的碱性官能团,其悬浮液pH值为9.65;三,表面具有较高的N元素含量,含氮官能团中,吡啶含量为45.88,明显高于其他处理方式得到的氮官能化活性炭。高氯酸盐静态吸附试验中,该氮官能化活性炭具有最高的吸附容量,吸附容量为空白活性炭材料的5.3倍。文中第四章探讨了不同预处理方法制备的氮官能化活性炭的高氯酸盐吸附特征。本次试验分别采用硝酸、双氧水和脲醛树脂三种方法对椰壳活性炭进行预处理。并使用了并使用扫描电镜(SEM)、比表面及孔径分析仪(BET)、激光颗粒分析仪、红外光谱(FTIF)、X光谱射线分析仪(XPS)等方法对活性炭表面的物化性能进行表征。试验的结果表明,经脲醛树脂预处理制备得到的氮官能化活性炭表面发生了比表面和微孔减少、生成了大量的吡啶和季铵盐结构外,颗粒分析仪的电势电位分析发现,该活性炭表面的电位值为45.2,而空白活性炭为-0.04338,这一检测结果表面该活性炭材料表面偏正电性。高氯酸盐的静态吸附试验表面,脲醛树脂预处理制备的氮官能化活性炭具有最高的高氯酸根吸附容量。在此章中,结合了氮官能化活性炭材料的表面特征分析,对氮官能化活性炭吸附高氯酸盐的机理行了研究。研究发现,氮官能化活性炭对高氯酸盐的吸附过程包括以下几个部分:(1)高氯酸盐比氯离子就有更高的势能,它可以置换烷基上连接的氯离子;(2)烷基吡啶结构表面的电荷吸引力;(3)氮官能化活性炭颗粒表面孔径等产生的物理吸附;(4)重力等因素的作用下反生的自然沉降。文中第五章研究了不同氨化时间和氨化温度制备得到的氮官能化活性炭材料对高氯酸盐的吸附效果。通过最终的高氯酸盐静态吸附试验得出,在700℃条件下,氨化处理1h,制备的得到的氮官能化活性炭具有最高的高氯酸盐吸附容量。本章中还探讨了氮官能化活性炭的再生能力。通过对活性炭的热再生发现,氮官能化活性炭再生三次后,吸附容量从5300降到4500,是空白活性炭的4.5倍,说明该活性炭再生性能较好。通过以上的研究发现,经脲醛树脂预处理,再用氨气在700℃下处理1h,最后再甲基化制备得到的氮官能化活性炭材料对低浓度的高氯酸盐具有很好的去除效果,其吸附容量为空白活性炭的5.3倍,且再生性能好。