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以无烟煤为原料,氢氧化钾为活化剂,经炭化、活化处理制备活性炭,考察了碱炭比、活化温度、灰分、硫分等对活性炭吸附性能的影响。结果表明,随着碱炭比、活化温度的增大,铜离子去除率呈现先增大后减小趋势;灰分的脱除有利于活性炭吸附性能的提高,硫分的脱除则会影响其吸附性能;确定了最佳工艺条件为活化温度820℃,活化时间1.5h,碱炭比2.5;采用低温氮气吸附法测定最佳性能活性炭孔结构特征表明其比表面积为1004.4m2/g,微孔孔容所占比例为72.5%,由铜离子吸附实验测定得知铜离子去除率为67.8%。 以无烟煤为原料、氯化铁溶液为浸渍液制取磁性活性炭前躯体,再经高温焙烧处理制备煤基磁性活性炭,考察了氯化铁溶液浓度、溶液pH对其比表面积、孔结构以及磁性能的影响。结果表明,随着氯化铁溶液浓度、溶液pH值的增大,磁性活性炭饱和磁化强度逐渐增大,而其比表面积有一定波动,其最大比表面积和饱和磁化强度分别可达到1327.5m2/g、35.56emu/g;确定了较佳制备条件为氯化铁溶液浓度5%、溶液pH6.5;XRD衍射分析表明,活性炭中的主要磁性物质形态为Fe3C。 采用在较佳条件下制备的磁性活性炭处理含铜废水,考察了吸附时间、磁性活性炭投加量、溶液初始浓度等对铜离子去除效果的影响以及磁性活性炭的回收问题。结果表明,随着吸附时间的延长、磁性活性炭投加量的增加,铜离子去除效果逐渐增大;在磁性活性炭投加量为3g/L,吸附时间为4h,铜离子去除率可达到92.6%;采用磁铁进行简单回收,回收率为87%。 采用Langmuir吸附等温式和Freundlich方程对磁性活性炭对铜离子的吸附平衡数据进行拟合分析,结果表明两者均能很好地描述吸附特征;采用准一级动力学方程、准二级动力学方程和Elovich方程进行了动力学分析,准二级动力学方程能更好地反应吸附过程;采用颗粒内扩散方程初步探讨吸附机理,表明整个吸附过程中吸附速率控制步骤主要为膜扩散。