活性炭吸附重金属离子的3个过程

　　活性炭是含碳物质在高温下热解活化得到的多孔碳化合物。其内部的多孔结构，使得每克活性炭的表面积可达1000m2，这样大的吸附面积决定了它具有极大吸附能力。

　　溶质从水中移向固体颗粒的表面，发生吸附，是水、溶质和固体颗粒三者之间相互促进作用的结果。产生这样吸附效果的原因在于溶质对水的疏水性和溶质对固体颗粒的高度亲和力。活性炭对离子的吸附过程主要有下列几个步骤：(1)液膜扩散，由流体主体扩散至吸附剂表面;(2)孔扩散，由吸附剂孔内液相扩散至吸附剂中心;(3)表面吸附反应。重金属离子在吸附剂活性炭上的吸附不仅是单纯的物理吸附，而是经常与吸附剂的表面官能团进行反应形成沉淀和络合物或进行离子交换等，故其不可能象有机物分子一样在吸附剂表面以吸附态形式自由地迁移。所以，对于金属离子而言，认为其吸附机理包括三个方面的过程：

　　(1)重金属离子沉积在活性炭表面的物理吸附;

　　(2)重金属离子在活性炭表面可能发生离子交换反应;

　　(3)重金属离子与活性炭表面含氧官能团的化学吸附。

　　根据上述吸附机理，通过对重金属离子铅、镉、铜等的吸附研究，得出的吸附曲线可以很好地与Freundlich型和Langmuir型曲线拟合，线性相关系数均在0.95以上，说明三种金属离子在活性炭上的吸附属单分子层吸附，该吸附过程属于物理吸附和化学吸附并存的物理运动过程，只要金属铅离子充分接触活性炭表面并进入空隙内部就能有效地被吸附，但当吸附到达一定的时间后，吸附运动基本达到一种动态平衡。