巯基功能化活性炭对汞离子的吸附性能研究及机理初探_肖玲玲

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1、Oct．2013现代化工第33卷第10期·70·ModernChemicalIndustry2013年10月巯基功能化活性炭对汞离子的吸附性能研究及机理初探肖玲玲，王娜，那平(天津大学化工学院，天津300072)摘要:以活性炭为基体，利用γ－巯丙基三甲氧基硅烷(TMMPS)为改性剂对其进行巯基改性，获得了新型除汞材料巯基功能化活性炭(SFAC)。采用SEM－EDS、FT－IＲ对材料进行表征，结果表明—SH成功被引入到活性炭表面。吸附等温线研究表明改性后活性炭(SFAC)的吸附容量高达472mg/g

2、，较原活性炭(AC)提高了近1倍。针对高酸性的PVC含汞废水环境，模拟考察了溶液酸度对材料吸附性能的影响，结果表明SFAC在高酸［w(HCl)=31%］下，材料仍能稳定存在，并保持一定的吸附能2+力，表明材料有很强的耐酸性。同时开展材料对汞离子的吸附动力学研究，初步探讨Hg在SFAC上的吸附机理。关键词:活性炭;γ－巯丙基三甲氧基硅烷;汞;PVC废酸中图分类号:TQ09文献标志码:A文章编号:0253－4320(2013)10－0070－06Preparationandpropertiesofth

3、iol-functionalizedactivatedcarbonforselectiveremovalofmercury(Ⅱ)ionsXIAOLing-ling，WANGNa，NAPing(CollegeofChemicalEngineering，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract:Anovelthiol-functionalizedactivatedcarbonmaterial(SFAC)ispreparedbymodification

4、with3-mercaptopropyltrimethoxysilane(TMMPS)ontheactivatedcarbonsubstrate．TheSEM-EDSandFouriertransforminfraredspectroscopy(FT-IＲ)areusedtocharacterizethecomposite，whichindicatethat—SHisintroducedintothesurfaceofactivatedcarbon．Thestudyofadsorptionisot

5、hermindicatesthatthemaximumadsorptioncapacityofSFACcanreach472mg/g，whichistwicethatofAC．Fortheconditionofmercury-containingPVCwastewithhighacid，theeffectsofacidityontheadsorptionprocessareinvestigated．TheresultsshowthatSFACstillkeptstableandacertainad

6、sorptivecapacityinthehigh-acid［w(HCl)=31%］condition．Atthesametime，adsorptionkineticisstudiedtoexplorethemechanismofadsorption．Keywords:activatedcarbon;3-mercaptopropyltrimethoxysilane;mercury;PVCwasteacid汞是毒性最大的重金属之一，PVC生产中产生影响，但邻苯二硫酚价格昂贵，成本太高。而含有巯的含汞

7、废酸的治理长期以来一直受到研究者们的广基的硅烷偶联剂TMMPS价格低廉，通过自身的水泛关注。去除汞离子的方法主要有沉淀法、离子交解作用，可以与基体表面上的羟基发生缩合反应，从［1－2］换树脂、吸附法、电解法等。吸附法在处理工业而在材料表面和孔道内壁嫁接上巯基。Yusuke［13］废水废气方面，由于操作灵活、成本低廉等原因受到Yamauchi等采用喷雾干燥技术一步生成TMMPS广泛的关注。活性炭作为一种广谱吸附剂，其本身改性介孔材料，提高了巯基的负载量，从而提高了材具有耐强酸、吸附能力强、机械强度高

8、等优势，是设料对重金属汞离子的吸附性能，但强酸下材料会发计与制备高酸环境下除汞材料的理想基体，但吸附生溶解现象。笔者以耐强酸的活性炭为基体，对其剂表面不含对重金属汞具有特殊亲和力的活性基进行预氧化及巯基负载改性处理，预氧化处理提高团。近年来有机复合无机多孔材料成为水处理的研了其表面酸性含氧基团的数量及亲水性，最终获得［3－6］究热点之一。常用有机类吸附剂配体有巯基化表面富含与汞离子有高度亲和力的巯基官能团，使合物、胺基化合物、含磷化合物。巯基与汞离子的亲得其在高酸环境下仍保持一定的