论文导读:：活性炭是黑色粉末状或颗粒状的无定形炭。相比传统的再生工艺。氧化技术是一种针对难降解有机物的处理工艺。再生活性炭的吸附等温线。
关键词：活性炭，再生，Fenton氧化技术，等温线
活性炭是黑色粉末状或颗粒状的无定形炭，主要成分是炭，此外还有氧、氢等元素。活性炭具有发达的空隙结构和巨大的比较面积，对多种物质具有吸附能力[1]，可以用于水净化、空气净化及气相吸附、医药处理、食品工业、电极材料、贵金属提取等。活性炭用于水处理中已经有70多年的历史，对水中溶解性有机物，如苯类化合物、酚类化合物、石油及石油产品具有较强的吸附能力，而且对生物法和化学法难以去除的有机污染物，如色度、异臭、农药、合成洗涤剂、胺类化合物具有良好的去除效果。活性炭水处理装置结构简单、易于管理，对水质及水温的适应能力强，吸附后的有用物质可以回收，而且饱和活性炭经再生后可以重复使用[2]活性炭再生的主要方法有热再生、化学再生、生物再生、电化学再生和微波再生等。传统的活性炭再生技术再生效果不稳定、活性炭损失大、再生后活性炭吸附能力下降明显、对活性炭中吸附的有机物去除能力有限。Fenton氧化技术是一种针对难降解有机物的处理工艺，能有效处理酚类、芳胺类、农药等有机废水。相比传统的再生工艺教学论文，Fenton氧化技术再生活性炭具有再生效率高、无二次污染的优点。研究Fenton氧化技术对活性炭的再生，可以为Fenton氧化技术的应用及活性炭的再生提供参考。
1实验部分
1.1饱和活性炭制备
取200 mL 250 mg/L的苯酚溶液加入具塞锥形
瓶中，每瓶加入2.5 g颗粒活性炭，25 ℃下震荡吸附5 h，测定解吸前后苯酚浓度，确定活性炭对苯酚的吸附量。吸附饱和的活性炭用滤纸过滤，所得碳粒转移至再生用具塞锥形瓶，进行再生试验。每次使用前，制备所需的饱和活性炭。[3]
1.2再生试验
1.2.1 确定再生时间
向锥形瓶中加入100 mL蒸馏水，加入2.5 g饱和活性炭、亚铁400 mg/L，H2O2 50 mmol/L，25℃ 200 r/min震荡解吸。分别解吸不同的时间，将解吸后的活性炭清洗、过滤，转移至250 mL具塞锥形瓶中，按制备饱和活性炭的步骤进行吸附试验，测定再吸附效果，确定各条件的解吸动力学特征。
1.2.2 再生条件的选择
向锥形瓶中加入100 mL 蒸馏水，加入一定量的活性炭和硫酸亚铁，然后分别加入H2O2，在一定条件下震荡解吸。每个条件设置多个组，按照不同的时间结束，确定该条件下不同时间的解吸效果。解吸完成的活性炭进行再吸附试验，测定再吸附效果。
表1 再生实验条件
Tab.1 condition ofregeneration
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H2O2用量/mmol/L
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饱和活性
炭用量/g
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亚铁加入量
/mg/L
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再生温度/℃
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震荡速度
/r/min
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pH值
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H2O2加入量对再生效果的影响
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10
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2.5
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400
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25
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200
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7
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20
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2.5
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400
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25
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200
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7
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50
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2.5
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400
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25
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200
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7
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75
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2.5
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400
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25
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200
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7
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100
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2.5
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400
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25
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200
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7
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亚铁离子加入量对再生效果的影响
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75
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2.5
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100
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25
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200
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7
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75
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2.5
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200
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25
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200
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7
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75
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2.5
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300
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25
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200
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7
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75
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2.5
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400
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25
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200
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7
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75
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2.5
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500
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25
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200
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2
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pH值对再生效果的影响
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75
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2.5
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200
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25
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200
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2
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75
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2.5
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200
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25
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200
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3
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75
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2.5
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200
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25
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200
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4
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75
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2.5
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200
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25
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200
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5
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75
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2.5
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200
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25
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200
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6
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75
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2.5
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200
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25
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200
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7
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75
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2.5
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200
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25
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200
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8
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温度对再生效果的影响
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75
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2.5
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200
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25
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200
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3
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75
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2.5
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200
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35
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200
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3
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75
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2.5
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200
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45
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200
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3
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震荡速度对再生效果的影响
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75
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2.5
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200
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25
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100
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3
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75
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2.5
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200
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25
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200
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3
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75
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2.5
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200
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25
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300
|
3
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1.3 再生活性炭的吸附等温线
分别在25℃、35℃、45℃条件下，将2.5 g活性炭分别投入50 mg/L、150 mg/L、250 mg/L、350 mg/L、450 mg/L苯酚溶液中饱和5 h，测定活性炭的吸附量。分别作新鲜活性炭和最佳条件下再生的活性炭的吸附等温线。[4]
2 结果与讨论
为了探讨体系中个主要影响因子的影响，研究Fenton试剂法再生活性炭的条件，实验通过改变条件教学论文，重点考察Fenton实际用量、pH值、溶液温度、搅拌速度对再生的影响以及再生后活性炭吸附性能的变化。
2.1新鲜活性炭的吸附效果
对新鲜的颗粒活性炭进行吸附试验，每2.5 g颗粒活性炭吸附200 mL 250 mg/L的苯酚溶液，吸附平衡后，苯酚溶液的浓度为87.5 mg/L，苯酚的去除率为65%。
2.2 再生条件实验
2.2.1 再生时间确定
图 1 活性炭再生时间对
苯酚吸附率的影响
fig. 1 Effect of regeneration time on remove efficiency
再生时间是选择处理工艺的重要指标，对处理效果具有很大的影响。Fenton试剂对活性炭的再生速度很快，在反应的前30 min，经过再生的活性炭对苯酚的去除率达到39.2%，随着时间延长，再生活性炭的吸附性能缓慢提高，到达60 min时，再生活性炭对苯酚的去除率达到46.4%，从活性炭上解吸出来的苯酚降解完全。[5]
2.2.2 Fenton试剂的用量对再生效果的影响
（1）过氧化氢加入量对再生效果的影响
图2 再生过氧化氢加入量对
苯酚吸附效果的影响
Fig. 2 Effect of regeneration Hydrogen peroxide dosageon remove efficiency
由图2可以看出，H2O2加入剂量不同时Fenton试剂对活性炭再生的效果，前5 min，活性炭中吸附的苯酚解吸出来，被迅速分解活，再生的效果过非常好，H2O2剂量的影响不大。5min后，H2O2投加剂量大的组，产生更多的羟基自由基，活性炭再生程度进一步提高，75 mmol/L组在60 min再生活性炭苯酚去除率达到45.8%。继续增大H2O2剂量，发生一系列的副反应，最终导致H2O2分解，从而降低羟基自由基与有机物分子结合反应的机会，对活性炭再生的效果提升以不明显,最终确定H2O2剂量为75 mmol/L。[6、7]
（2）铁离子的含量对再生效果的影响：
图3 再生亚铁离子加入量对
苯酚吸附效果的影响
Fig. 3 Effect of regeneration ferrousion dosage onremove efficiency
由图3可以看出教学论文，在100mg/L～400 mg/L,随着Fe2+离子浓度的增加，Fenton反应对活性炭再生的最终去除率不断增大，进一步增加Fe2+离子的投加量，使H2O2的相对含量下降，发生副反应 Fe2++·OH→Fe3++OH-，Fe2+对羟基自由基的捕捉使羟基自由基的浓度下降，再生效率降低。[8、9]
2.2.3pH值对再生效果的影响
图4 活性炭再生pH值对
苯酚吸附效果的影响
Fig. 4 Effect of regeneration pH value on removeefficiency
由图4可见，初始pH值对活性炭再生效果的影响。确定H2O2、Fe2+的剂量后，改变反应环境的初始pH值，对Fenton试剂的氧化能力有较大影响。试验结果表明，Fenton反应体系的最佳pH值为3，反应体系pH值控制在3～4时，再生后活性炭的吸附性能能维持在较高水平。反应体系的初始pH值升高以后，会影响Fe2+、Fe3+的络合平衡体系，Fe2+转化成Fe(OH)3沉淀或铁的复杂络合物，而失去催化能力。根据Fenton反应的过程，此时Fe2+催化分解双氧水生成羟基自由基的过程必然减弱，导致活性炭再生效果变差。pH值低于3以后，溶液中H+离子的浓度过高，过量的H+离子捕捉羟基自由基，使羟基自由基无效消耗，导致Fenton体系的氧化能力降低，使活性炭再生的效果下降。[10、11]
2.2.4溶液的温度对再生效果的影响
调节溶液pH为3，加入Fenton试剂后，活性炭在再生过程的前60min内到达最大处理效果。25 ℃、35 ℃、45 ℃再生后活性炭的吸附效率分别为52%、53.6%、48.4%。根据反应动力学理论，反应温度升高，反应物的分子动能增加教学论文，反应速率会加快。但是，升高温度同时也促进H2O2的分解，生成H2O和O2，不利于羟基自由基的生成，反而降低反应的效率。[12]因此，必须在适当的温度下进行反应。在25℃、35 ℃、45 ℃条件下，再生效果差别不大，考虑能量的能耗，选择25 ℃作为再生温度。[13]
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