成型活性炭的银离子吸附研究

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1、摘要成型活性炭的银离子吸附研究摘要载银成型活性炭继承了载银活性炭的杀菌与催化特性，并能够发挥成型活性炭在工业应用时强度高、可加工性强、易于装配的优点，在水的净化、空气净化、催化等等领域有着很大的应用潜力。既往研究中尚未见载银成型活性炭制备方法的报道，参考载银活性炭纤维和载银活性炭颗粒的相关制备研究，我们认为直接浸渍还原法是制备载银成型活性炭是一种可行办法，因此本文首先通过对成型活性炭的前处理方式、吸附时间、体系浓度等方面的调控，考察了载银活性炭还原吸附银离子的特征，发现前处理方式对活性炭上银的分布特

2、征影响明显，反应时间可以调控活性炭表面银的分别，反应持续较长时间，体系浓度可以显著提高反应速率。在此基础上，我们对比了成型活性炭、颗粒炭、竹炭、石墨、焦炭、煤灰对银离子的吸附状况，发现导电性和多孔性都是炭材料上银还原吸附银的必要条件。针对成型活性炭吸附银离子的各种特征，我们提出了成型活性炭对银离子还原吸附的浓差电池模型：当成型活性炭处在硝酸银溶液中时，成型活性炭内外部的银离子浓度差异使成型活性炭内外部形成浓差电动势，成型活性炭本身具有的导电性使电子从内部向外部迁移，并最终使接近炭块的银离子发生还原反

3、应，从而实现了成型活性炭表面银粉的大量、持续外延生长。通过对比块体、片状、粉体三种不同尺度活性炭的吸附情况，并对比分析反应后成型活性炭内外部的显微形态和化学成分，我们进一步验证了该机理。在应用领域，我们将成型活性炭直接浸渍在硝酸银溶液中制备得到树枝状银粉，并利用成型活性炭对银的诱导作用，将成型活性炭作为电极制备得到树枝状的银粉，同时利用AgCl模板制得了多孔立方体银粉。最后本文实现了成型活性炭对贵金属离子的还原吸附以及对常见重金属污染物的吸附，初步考察了成型活性炭在贵金属回收以及重金属污染物的防治等

4、方面可行性。关键词：成型活性炭，银离子，吸附，纳米银第I页ABSTRACTSTUDYONTHEADSORPTIONOFSILVERONSHAPEDACTIVATEDCARBONABSTRACTActivatedcarbon(AC)loadedwithsilver(AC-Ag)hasbeenwidelyusedinwatertreatment,airtreatmentandcatalyst.Shapedactivatedcarbon(SAC)loadedwithsilver(SAC-Ag)mayhav

5、ethesamecharacterwithAC-Agandworthforfurtherresearch.Inthefirstperiod,weuseAgNO3asanimpregnanttofabricateSAC-Ag.Pretreatmentmethod,reactedtimeandsolutionconcentrationareusedastunableparametertocontrolthesizeanddistributionofsilverparticleonSAC.Theresul

6、tsshowsthatpretreatmentmethodeffectingintensitytothefinalformofSAC-Ag,reactedtimecanbeusedasausefulwaytocontrol,solutionconcentrationcanacceleratethereactionandwholereactioncanbelong-drawn.Then,WecomparethedeferencephenomenonofadsorptionbetweenSAC,bamb

7、oocarbon,granularcarbon,graphite,cokeandcoalash.WefoundthatelectricandporousarenecessaryfordepositingAgdirectlyonSACsurface.Withthisunderstanding,wecarryouta+hypotheticmodelforthephenomenonthatSACcandeoxidizeAg.Inthismodel,aconcentrationcellisformedwhe

8、nSACisputtedinAgNO3solution,theinsidepointofSACactedascathodeofthecell,thenelectronscantransfertothesurfaceofSACtoreactionwith+Ag.Agreatdealofsilvernano-particleisproductedinthisway.Inthethirdperiod,thispapervalidatethehypotheticmodelby