浸漬活性炭去除鎳離子，在本文中，使用木屑為材料制成的活性炭用聚(4-苯乙烯磺酸鈉)(PSSS)浸漬，以通過(guò)表面螯合離子交換以及氫鍵吸附機(jī)理提高金屬親和力和選擇性。用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)固定各種等溫線模型以解釋分批研究中溶質(zhì)與吸附劑的相互作用。

　　重金屬離子由于沉重可混入水中，生物蓄積趨勢(shì)和毒性都比較大，被工業(yè)廢棄物污染的水會(huì)對(duì)生物造成大量危害。在各種有害工業(yè)污染物中，重金屬污染是主要問(wèn)題。鎳是重金屬之一，其濃度較高時(shí)會(huì)引起肺癌，鼻和骨癌，胃腸痛，皮炎等。重金屬的主要來(lái)源是礦業(yè)和工業(yè)廢棄物，如車輛排放物，電池，肥料，金屬表面處理，油漆，鍛造。飲用水中鎳的允許限量為0.01 mg / L，工業(yè)廢水排放限值為2 mg / g 。農(nóng)業(yè)和海洋廢物的積累集中在過(guò)去十年。

　　其中活性炭和殼聚糖是去除水和廢水中重金屬的最有效的吸附劑。木屑是最便宜的生物質(zhì)之一具有纖維素(55-60%)，半纖維素(20-25%)，木質(zhì)素(20-25%)的組分，用它制成的活性炭存在于分子的官能團(tuán)是諸如乙酰氨基，酚，羰基，巰基羧基，結(jié)構(gòu)多糖，酰氨基，氨基，酯和醇以及這些基團(tuán)具有與金屬絡(luò)合親合性。不同的研究人員已經(jīng)報(bào)道了在使用光譜技術(shù)的活性炭吸附過(guò)程中存在于重金屬中的各種官能團(tuán)的絡(luò)合行為。由于其高表面積和易獲得性，活性炭被廣泛用作吸附劑。為了提高活性炭能力和效率，可能需要預(yù)處理和表面改性。活性炭用酸，堿和氧化劑處理以增強(qiáng)其表面活性。用一些其他材料如染料，六胺，聚丙烯酰胺，交聯(lián)聚乙烯亞胺或其他化學(xué)品來(lái)改進(jìn)活性炭的結(jié)合能力，以引入更多的額外活性位點(diǎn)如-N，-S和-P。

　　聚合物浸漬活性炭的制備：鋸屑通過(guò)篩板篩分以獲得均勻尺寸(0.5mm)的顆粒用濃硫酸(50g / 10g)處理2h，得到活性炭粉末。然后用碳酸鈉(0.1N)處理中和直到泡騰停止，并在100℃的熱空氣烘箱中再次干燥。將碳化后的產(chǎn)物用60%PSSS(1：1%wt / v活性炭和PSSS)在旋轉(zhuǎn)振蕩器中在200rpm下攪拌約24小時(shí)，然后用蒸餾水直至被清洗的水的pH為中性，最后將活性炭樣品在100℃的熱空氣烘箱中干燥制成。

　　活性炭吸附鎳離子的吸附機(jī)理

　　鎳離子在活性炭上的吸附發(fā)生在多步驟過(guò)程，涉及(1)固溶界面之間較弱的靜電吸引力而迅速離子交換(2)離子擴(kuò)散到孔隙中通過(guò)與吸附劑的活性位點(diǎn)吸熱化學(xué)吸附。因此，這種化學(xué)吸附機(jī)制由偽二級(jí)動(dòng)力學(xué)，內(nèi)部粒子擴(kuò)散和活化參數(shù)證明。最后，由于與表面改性的活性炭的表面官能團(tuán)的結(jié)合中心結(jié)合，達(dá)到了平衡。在pH5的水溶液中，鎳離子的活性形式是Ni2 +，Ni(OH)+，Ni(OH)2 。帶正電荷的金屬離子活性物質(zhì)可能通過(guò)物理現(xiàn)象在活性炭的供電點(diǎn)與鎳離子的受電子性質(zhì)之間形成表面離子交換絡(luò)合物而被非均勻吸附。而且，金屬離子在這個(gè)高pH(即Ni(OH)2)下可能是中性的，并且還可以被離子交換的氫鍵機(jī)制所吸附。

　　再生研究

　　通過(guò)使用相同的活性炭吸附劑，連續(xù)的吸附和解吸研究重復(fù)六次，表明吸附劑的穩(wěn)定性。金屬離子被非穩(wěn)定形式的基質(zhì)所保留，這通過(guò)內(nèi)部顆粒擴(kuò)散模型的多重線性圖顯而易見(jiàn)，并且酸堿反應(yīng)比絡(luò)合過(guò)程對(duì)于它們的位移更有效。

　　在本論文中，活性炭是通過(guò)在浸漬螯合生物相容性聚合物4-苯乙烯磺酸鈉而得到的。推薦使用這種低成本的吸附劑，因?yàn)檫@種活性炭的原材料在經(jīng)濟(jì)上相對(duì)便宜，可用性，再生性，環(huán)保性好，并且在pH5.0時(shí)顯示鎳離子的高親和力(>)> 90% BET，SEM和FTIR結(jié)果。在實(shí)驗(yàn)條件下，存在離子和非離子形式的鎳離子(Ni 2 +，Ni(OH)+，Ni(OH)2)被離子交換以及與表面絡(luò)合物形成的氫鍵機(jī)制很好地吸附。吸附容量的增加可能是由于表面上形成了一些新的吸附位點(diǎn)，吸附劑上的孔隙增大，比表面積。鎳離子進(jìn)入活性炭孔內(nèi)的粒子內(nèi)擴(kuò)散導(dǎo)致自發(fā)的吸熱化學(xué)吸附，這一現(xiàn)象被熱動(dòng)力學(xué)參數(shù)所證實(shí)，速率也受粒子內(nèi)擴(kuò)散的影響。