活性炭國家專精特新“小巨人”企業活性炭產學研合作

　　磺胺嘧啶作為廢水中的持久性有機污染物越來越受到環境保護組織的關注。本文研究了活性炭從水中吸附磺胺嘧啶到乙酸溶液中，以及在乙酸溶液中通過臭氧化去除磺胺嘧啶。經過系統實驗證實，活性炭可用作吸附劑將磺胺甲嘧啶從水中轉移至乙酸溶液。10%乙酸水溶液中磺胺嘧啶的去除率為99.5%，優于水中。當在乙酸溶液中使用組合的活性炭吸附-解吸和所得溶液的臭氧化時，這是微污染水中磺胺嘧啶降解的非常可靠的方法。

　　臭氧化是一種去除廢水中有機污染物和頑固污染物的方法，具有設備簡單，操作簡便，速度快等獨特優點。人們普遍認為，臭氧可以通過兩種方式與水溶液中的各種有機化合物發生反應：與分子臭氧的直接反應或由臭氧分解引起的涉及羥基自由基的自由基反應。因此，通過臭氧化去除水中的抗生素受許多因素的影響，包括溶液pH，無機陰離子和陽離子，溶解的有機物質和水基質的類型。傳統的處理系統通過氣/液接觸將臭氧直接溶解到廢水中。然而，水中的臭氧化并不是一種普遍有效的方法，因為目前的臭氧生成技術不能產生超過百分之幾的氣體濃度，臭氧在水中的溶解度相對較差。由于常規水/氣臭氧化系統中氧化選擇性差，特別是低利用率和高臭氧能耗，最近的技術增加了添加催化劑和/或輻照氧化介質以提高氧化效率的生產成本。

　　為了解決上述問題，作為常規吸附劑，使用活性炭從廢水中提取有機污染物。裝載有機污染物的活性炭用有機溶劑如乙酸，丙酮和叔丁醇洗滌。有機污染物在有機溶劑中通過臭氧化比在水中更有效地分解。此外，使用有機溶劑可防止在水中不必要地形成臭氧化副產物。因為有機溶劑或飽和羧酸與臭氧反應緩慢，并且在許多情況下不會被完全氧化，它們可以重復用于從裝載有機污染物的吸附劑中提取有機污染物。在以前的研究中，氯化有機化合物在有機溶劑中的臭氧化作為一種​​有效的工藝，被用于廢水的有效處理。在使用廢水中的活性炭提取有機污染物后，在乙酸溶液中用臭氧化去除磺胺嘧啶的綜合研究很少。所以本期我們來做個實驗證明這種方法的可靠性。

　　活性炭對磺胺嘧啶的吸附和萃取

　　我們通過活性炭的SEM可以看到表面的多孔結構(圖1a)。此外，在用酸浸泡后，在活性炭表面可以觀察到大量的多孔和松散結構(圖1b和c)。由于活性炭具有較大的表面積，多孔結構和高活性表面，因此主要用于吸附污染物。因此，活性炭的強吸附能力被用于磺胺嘧啶吸附實驗。

　　圖1：顆粒活性炭的掃描電子顯微鏡。

　　活性炭對不同濃度的的磺胺嘧啶吸附能力不同。了更好地評估活性炭吸附性和可萃取性的變化，磺胺嘧啶的吸附和萃取重復五次。圖2顯示了活性炭吸附和提取的磺胺嘧啶的量。活性炭的吸附容量與萃取容量分別在五個吸附-提取循環中獲得。第一步具有比第二步高得多的吸附量。這可能是由于在第一步提取后，一些乙酸溶液占據了活性炭表面上的孔，這導致活性炭表面上吸附位點的減少。但是，觀察到以下吸附和萃取保持相對穩定。關于萃取和吸附的比例，對于所有五個步驟它幾乎保持恒定，并且在第二步之后完全萃取吸附在活性炭上的磺胺嘧啶。結果表明，在重復使用條件下，活性炭在水中吸附的磺胺嘧啶可以在乙酸溶液中很好地提取。

　　圖2：重復使用乙酸溶劑對有機污染物解吸和去除的影響

　　為了研究重復使用乙酸溶液對磺胺嘧啶的解吸和去除的影響，將乙酸溶液重新用于解吸和實驗。如圖3所示在解吸和去除磺胺嘧啶過程中，乙酸溶液重復五次解吸循環后，解吸率和去除率分別達到89.1%和90.3%。因此，對于通過活性炭吸附的磺胺嘧啶濃度，乙酸溶液在微污染水體中對于磺胺嘧啶的解吸和臭氧化是經濟合理，有效和可回收的。

　　圖3：乙酸溶液用于去除磺胺嘧啶的可重復使用性。

　　可以得出以下結論：活性炭可以用作將磺胺嘧啶從水轉移到乙酸的吸附劑。乙酸溶液是活性炭對磺胺嘧啶的解吸劑，是臭氧化除去磺胺嘧啶的較好的反應介質。乙酸溶液和活性炭可以回收利用。磺胺嘧啶在乙酸中的溶液的臭氧化允許完全去除這種污染物以及反應中間體的消耗。隨著磺胺嘧啶和臭氧的初始摩爾比增加，乙酸溶液中磺胺嘧啶的去除率降低。磺胺嘧啶的臭氧化機制主要是乙酸溶液中的直接和間接臭氧化。在乙酸溶液中的活性炭吸附-解吸和所得溶液的臭氧化是稀釋廢物降解的非常可靠的方法。

本文鏈接：http://www.yuzhanleddeng.com/hangye/hy698.html

查看更多分類請點擊：公司資訊    行業新聞    媒體報導    百科知識