改性活性炭的制备及其对金吸附性能的研究.pdf

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1、2014年7月岩矿测试V01．33．No．4July2014R0CKANDMINERALANALYSIS528—534文章编号：0254—5357(2014)04—0528—07改性活性炭的制备及其对金吸附性能的研究郭林中，韦瑞杰，王海潮，魏建录(河南省地质矿产勘查开发局第三地质矿产调查院，河南信阳464000)摘要：活性炭因具有良好的吸附性能而得到广泛应用，但其吸附能力有限。本文采用氟化氢铵和不同浓度硝酸(0～80％硝酸)对活性炭进行表面改性处理，利用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱法(Fr—IR)、BET氮吸附法、Boehm滴定法对改

2、性前后活性炭进行了表征分析，并比较了改性前后的活性炭对An(III)的吸附效果。结果表明：随着硝酸浓度的增加，改性活性炭的灰分、平均比表面积、孔隙容量、吸附孔径均有不同程度的降低，发达的微孔结构受到影响，表面性能降低不利于增加其吸附容量；但表面含氧官能团羟基、羧基数量均明显增加，活性炭的极性、亲水性、催化性能、表面电荷和骨架电子密度发生改变，对金属离子的吸附选择性和吸附能力有所提高。20％硝酸改性活性炭的平均比表面积、孔径容量、吸附孔径减小程度较低，酚羟基含量和含氧官能团总量分别却增加了168．3％、109．1％；用于吸附Au(IlI)的回收率

3、可达99．1％，较未改性的活性炭提高最大，金测定值的精密度好(相对标准偏差为0．6％一1．4％)，准确度高。表征分析表明，改性活性炭对金的吸附是表面物理吸附和官能团化学吸附并存的过程，而且官能团化学吸附起主要作用。关键词：活性炭；改性；金；吸附性能中图分类号：0614．123文献标识码：A随着工业的迅速发展，黄金的需求量越来越大，常比表面积越大、孔隙越多、表面官能团越丰富，其而金矿石的特性决定着在应用吸附工艺回收时，必吸附能力越强J。但是普通活性炭的比表面积小、须使用吸附容量大和选择性好的吸附剂提高金的回孔径分布不均匀和吸附选择性能差，故普通活

4、性炭收率¨。分析近年来金的富集分离方法的进展情需要进一步的改性以满足实验和工程需要。活况可以看出，新的富集分离方法(如泡沫塑料富集性炭化学改性就是用一定的化学方法处理活性炭，分离法、离子交换纤维素富集分离法)虽然经近年使其孔隙密度、孔径分布以及表面官能团的性质和的开发和研究，在生产中得到了一定范围的应用，但数量发生变化，增大其比表面积、增多孔隙、增加官是由于传统的富集分离方法，尤其是活性炭提金方能团数量，提高吸附性能。法具有工艺流程简单、金回收率高、投资省、成本低活性炭自身特性决定其对金具有良好的吸附性和占地面积小等优点，仍然在目前黄金分析测定

5、中能，由于不同厂家生产活性炭所用的原料及处理方发挥着重要作用。法的不同，影响活性炭的质量、结构和性能，因此对活性炭是一种具有发达孔隙结构、广大比表面金的吸附性能也不同，但吸附能力有限。目前，活性积和优良吸附性能的含碳物质，它主要由碳元素组炭提金的研究大多集中在活性炭的不同原料来源，成，同时也含有氢、氧、硫、氮等元素，以及一些无机包括木质活性炭、果壳活性炭、兽骨活性炭、矿物原矿物质。活性炭作为吸附剂具有很大的优越性，料活性炭等I9J。因F一有较强的电负性能吸附一其吸附特性取决于它的孔隙结构及其表面化学性部分金属离子和杂质¨，有效去除活性炭表面杂质

6、质，表面结构特性包括比表面积和孑L径大小分布，通且经硝酸改性后可增加表面官能团种类和数量，增收稿日期：2013—12一l1；修回日期：2014—02—18；接受日期：2014—05—06作者简介：郭林中，助理工程师，从事岩矿分析测试工作。E—mail：ybbssklO0@126．corn。第4期郭林中，等：改性活性炭的制备及其对金吸附性能的研究第33卷强活性炭的吸附能力。鉴于此，本文作者根据目前以上所得活性炭粉分别取50g，加入100mL不同浓大部分地质、黄金矿山、冶炼等金检测单位实际情度的硝酸，在15～20~(3室温条件下浸泡12h，过滤，况

7、，采用氟化氢铵溶液与强氧化剂硝酸在常规条件用蒸馏水反复冲洗至滤液的pH为中性。接着放人下对活性炭进行浸泡处理，运用现代分析方法，如扫100~C干燥箱烘干，再转移至200qC马弗炉中1h恢描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱法(FI’一IR)、复其活性，待冷却后，干燥保存待用。BET氮吸附法对活性炭改性前后进行表征，研究了上述用20％、50％、80％硝酸处理的活性炭，样活性炭改性前后的比表面积、孔径容量、吸附孔径、品分别标记为20％一AC、50％一AC、80％一AC。未含氧官能团变化。并通过吸附实验考察改性活性炭经改性处理的活性炭，样品标记为O％

8、一AC。对金吸附性能的影响，对其机理进行了初步探讨，以1．3．2活性炭改性前后表征期为硝酸改性活性炭提取金的实际应用提供理论(1)灰分含量测定依据。依