（环境科学与工程专业论文）活性碳纤维吸附性能及其在水产养殖水体的处理研究.pdf

撬要 活性碳纤维驳黼性麓爱英在水产养殖水体蒋 处理研究 摘要 本课题研究的是将活性禳纤维这种具有嶷好啜附性麓的材料用于水 产葬麟水体净化与废水处理，在不网p h 、底物浓度、吸附时闯，将两种 比袭筒积活性碳纤维对模拟c o d 、t p 释n h 4 + - n 废水进行吸附试验，遥 遘对比最终选耩逮表面积巍1 0 0 0 m 2 t g - 赡活性碳纤维俸鸯复合碳纤维蕊 基材对活性碳纤维在不同试验条件下进行水产养殖承体净化与废水处理 试验，最终确定最优条件。 糕磷为6 左右时，两种比表面积活性碳纤维对三种模拟废水中污染 鐾塌肴去除效果，啜辫效果梵c o d t p n h 4 + - n 拳活性碳纤维殴澍塞孛嚣 染褥鲶褥莠羼予攀分子吸附，哥雳l a n g m u i r 方程澍羹进行吸附过翟模撼尊 沈表褥襁1 0 0 0 m 2 g - 1 瓣活性碳纤维对c o d 、t p 和n h 4 + - n 的最大吸附壁 q 分别为8 3 3 m g g - 1 、1 3 1 6 m g g - 1 、8 7 4 5 m g g - 1 ，达到吸附饱和的时间 分别为3 0 r a i n 、5 0 m i n 鞠9 0 r a i n 壮魄裹面积16 0 0 m 2 - g - 4 潘性碳纤维对c o d 、 黯鞠n h 4 + - n 麓最大暖附量q 粼分裂爻9 0 。0 m g t g - 4 、1 6 。9 5 m g g - 1 、 1 2 。1 9 m g 葺，达到吸酣平衡时间为3 0 m i n 、5 0 m i n 糯5 0 m i n 。 养皴密度为5 0 i n d m - 3 、溶解氧必6 m g 。l - 和材料投放密度为0 3 姆，蜡冀 是溜性碳纤维净化水产养髓水体的最优条件。在该条件下，对水体中 c o d 、t p 囊n h 4 + - n 醐去除量分别失4 7 。8 m g ，0 2 、1 2 5 1 m g t 0 4 霸 0 8 8 8 m g ，l - 。平均每尾锦鲤嚣排泄物对c o d 、n h 4 + - n 和豫的贡献量为 0 0 4 7 r a g l _ 1 、0 0 0 4 7 m g l 1 和0 0 0 6 r a g l 1 。 水力停留时闻为1 0 h ，曝气强度为羔5 岔k 1 是活性碳纤维处理水产养 殖废水的最佳条件。在该条件下c o d 、氨氮、总磷和浊度去除率分别为 8 0 、6 0 、3 0 翻81 左右，达到各妻最大去除率。活性碳纤维充当接 触氧化池内填料，具有易挂膜、生物兼容性好的优点。经处理后的废水可 以达到水产养殖水体永质要求。 关键词：活性碳纤维，水产葬蹙废水，生物接触氧化，吸附 摘要 s t u d yo na c t n 嘲dc a r b o n 羚b 嚣r a d s o r 嘲o n 舳a 剌a 蛳n to n t r e a t m e n to f a q u a c u l t u r ew a t e r a b s t r 度c t t h i st o p i cw a ss t u d yo nt h ea p p l y m e n to fa c t i v a t e dc a r b o nf i b e ri nt h e t r e a t m e n to f a q u a c u l t u r ew a t e r u n d e rt h ed i f f e r e n tp h , s u b s t r a t ec o n c e n t r a t i o n a n da d s o r p t i o nt i m e c o n d i t i o n , c o m p a r e dt h ea d s o r p t i o ne f f e c to ft h et w ok i n d s o fa c t i v a t e dc a r b o n f i b e rw i t hd i f f e r e n ts p e c i f i cs u r f a c ea r e ao n c o d ，t pa n d n h 4 + - n f i n a l l yi tw a sd e t e r m i n e dt h a tu s i n gt h es p e c i f i cs u r f a c e 徽ao f 1 0 0 0 m 2 - g - 1a c t i v a t e dc a r b o nf i b e ra st h eb a s em a t e r i a l _ c 蝴疆菇挺稍逊 p o l y p r o p y l e n ef i b e ra n da c r y l i cf i b e r i nd i f f e r e n te x p e r i m e n t a lc o n d i t i o n s ， a c t i v a t e dc a r b o nf i b e ru s e di nt h et r e a t m e n to f a q u a c u l t u r ew a s t e w a t e ra n d p u r i f i c a t i o no na q u a c u l t u r ew a t e r , f i n a l l yd e t e r m i n e dt h eo p t i m a lc o n d i t i o n s 。 i nt h ec o n d i t i o n o f p 8v a l u ef o r6 , t h et w ok i n d so f a c t i v a t e de 黻酾熊触 h a dt h eh i g h e s tr e m o v a lr a t eo l lr e m o v a lo f p o l l u t a n t si nt h et h r e es i m u l a t i n g w a s t e w a t e r , t h ea d s o r p t i o ne f f e c tw a sc o d n h 4 + - n t p l a n g m u i r e q u a t i o n u s e di na c t i v a t e dc a r b o nf i b e ra d s o r p t i o nh a dg o o dl i n e a rc o r r e l a t i o na n d b e l o n g e dt ot h em o l e c u l a ra d s o r p t i o n t h eb i g g e s ta d s o r p t i o na m o u n to f a c t i v a t e dc a r b o nf i b e rw i t hs p e c i f i cs u r f a c ea r e ao fl 0 0 0 m 2 一g o nc o d 、t p a n dn f l + - nw e r e8 3 3 m g g - 1 、13 。16 m g g a n d8 , 7 4 5 m g g - 弧et i 擞髂。f a d s o r p t i o ne q u i l i b r i u mw e r e3 0 、5 0a n d9 0 m i n t h eb i g g e s ta d s o r p t i o na m o u n t o fa c t i v a t e dc a r b o nf i b e rw i t hs p e c i f i cs u r f a c ea r e ao f 16 0 0 m 2 g o nc o d 、t p a n dn i 凰+ - nw e r e9 0 0 m g g 、1 6 9 5 m g g a n d1 2 19 r a g g t h et i m e so f a d s o r p t i o ne q u i l i b r i u mw e r e3 0 r a i n 、5 0 m i na n d5 0 m i n t h e o p t i m a lc o n d i t i o n sf o ra c t i v a t e dc a r b o nf i b e ru s e di nt h ep u r i f i c a t i o n o fa q u a c u l t u r ew a t e rw e r eb r e e d i n gd e n s i t yo f 5 0 i n d m _ 3 ，d of o r6 m g - l - 1a n d m a t e r i a l so nt h ed e n s i t yo f 0 3 k g - i n - 3 i nt h i sc o n d i t i o n ，t h er e m o v a l 锄0 u n to f c o d 、t pa n dn h 4 - nw e r e 4 7 8 m g 。l ，1 2 5 1 m g l 1a n d0 8 8 8 m g - l 1 r e s p e c t i v e l y t h em e t a b o l i no fj i nc a r pc o n t r i b u t e dt ot h ec o d 、n h 4 + - na n d t pa m o u n ti nt h ew a t e rw e r e0 0 4 7 m g l 1 ，0 0 0 4 7 m g t u la n d0 0 0 6 m g 吃，1 e a c hd a y t h eo p t i m a lc o n d i t i o n sf o ra c t i v a t e dc a r b o nf i b e ru s e di nt h et r e a t m e n to f a q u a t i cw a s t e w a t e rw e r eh r tf o rlo ha n da e r a t i o ns t r e n g t hf o r1 5 m 3 k 1 i n t h ec o n d i t i o n ，t h ea v e r a g er e m o v a lo f c o d 、n h 4 + - n 、t pa n dt u r b i d i t yw e r e a b o u t8 0 、6 0 、3 0 a n d81 a c t i v a t e dc a r b o nf i b e ra st h ef i l l e ro f c o n t a c t o x i d a t i o np o o lh a dt h ef e a t u r eo fe a s i l yh a n g i n gm e m b r a n e ，g o o db i o l o g i c a l c o m p a t i b i l i t y t h ew a s t e w a t e ra f t e rt r e a t m e n tc o u l db es a t i s f i e df o rt h e r e q u i r e m e n to fa q u a c u l t u r e 。 k e yw o r d s ：a c t i v a t e dc a r b o n f i b e r , a q u a c u l t u r e ，b i o l o g i c a l c o n t a c t o x i d a t i o n ，a d s o r p t i o n i v 目录 目录 第一章绪论1 1 。1 研究背景与意义l 1 1 1 研究背景1 1 1 2 研究意义2 圭2 活性碳纤维概述2 1 2 1 国外a c f 的发展2 l 。2 2 国内轰c f 的发展。3 1 2 3a c e 的制备工艺4 1 2 4a c e 的改性方法6 1 2 。5a c f 的应用。6 1 3 集约型水产养殖行业水质净化与废水处理技术8 1 3 1 集约型水产养殖废水特点8 1 。3 2 生物处理技术9 1 3 3 生物法在水产养殖水处理的应用1 l 1 。4 研究目的与内容。l l 1 4 1 研究目的l l 1 4 2 研究内容1 2 王5 研究技术路线。童3 第二章活性碳纤维吸附模拟废水性能分析1 5 2 1 试验材料与药品1 5 2 。2 试验设备1 5 2 3 测试分析方法1 5 2 4 试验方法1 6 2 。4 1 材料的预处理。1 8 v j 艺京化工大学硕士学位论文 2 4 2 模拟废水的配制1 6 2 4 3 吸附方法1 6 2 5 试验结果与讨论1 7 2 5 1 不同试验条件对a c f 吸附c o d 的影响：1 7 2 5 2 不同试验条件对a c f 吸附总磷的影响2 0 2 。5 。3 不同试验条件对a c f 吸附氨氮的影响2 2 2 6 本章夺结2 4 第三章活性碳纤维用于水产养殖水体净化研究2 7 3 1 试验材料与装置，2 7 3 。圭。圭复合碳纤维的制备。2 7 3 。1 。2 试验装置2 7 3 1 3 试验水源2 8 3 2 试验方法2 8 3 2 1 养殖密度2 8 3 2 2 材料投放密度2 8 3 2 3 溶解氧。2 9 3 3 试验结采与讨论2 9 3 3 1 养殖密度对净纯效果的影响2 9 3 3 2 材料投放密度对净化效果的影响3 4 3 3 3 溶解氧对材料净化水体效果的影响3 6 3 4 本章小结3 8 第四耄活性碳纤维用于水产养殖废水处理研究3 9 4 1 试验材料与方法3 9 4 1 1 试验分析方法3 9 4 1 2 废水来源3 9 4 1 3 试验装置3 9 4 。2 装置的窟动 v l 基录 碡。3 试验方法凄羔 4 。3 。羔水力停警时阕。4 l 4 3 2 曝气强度4 l 4 4 试验结果与讨论：4 l 4 4 1 水力停留时间对净化效暴影响4 2 4 。4 2 曝气强度对去除效果的影响。4 3 5 本章小结。唾6 第五章结论与建议4 9 参考文献5 l 驾e 1 谢。s s 攻读硕士学位期闻发表的论文、科研工作s ? 作者简介鞫 v l l 9 o o 唾 5 r 嚣 t + ， t 十 t t t - 一 一点 论议掰 缮建劬 薹 2 35娃r0 j 艺窳纯工大学硕士学位论文 v i i i 目录 c o n t e n t s c h a p t e r1i n t r o d u c t i o n 。1 董。lb a c k g r o u n da n ds i g n i f i c a n c e 1 1 1 1b a c k g r o u n d 。1 1 1 。2s i g n i f i c a n c e 。2 董2t h es u m m a r yo f a c t i v a t e dc a r t o o nf i b e r 。2 1 2 1a b r o a dd e v e l o p m e n to fa c t i v a t e dc a r b o nf i b e r 。2 1 2 2d o m e s t i cd e v e l o p m e n to f a c t i v a t e dc a r b o nf i b e r 3 1 2 3am e t h o do f a c t i v a t 耐c a r b o nf i b e rp r e p a r a t i o n 4 1 2 4m e d i n e dm e t h o d so fa c t i v a t e dc a r b o nf i b e r 6 1 2 5a p p l i c a t i o no f t h ea c t i v ec a r b o nf i b e r 。6 1 3 董3t e c h n o l o g yo f w a t e rt r e a t m e n tf o ri n t e n s i v ea q u i e u l t u r ei n d u s t r i e s 8 薹3 。lf o a t u r 懿o f w a t e ri ni n t e n s i v ea q u i c u l t u r e 8 熏，3 。2b i o l o g i c a lt r e a t m e n tt e c h n o l o g y ，9 l 。3 3a p p l i c a t i o no f b i o l o g i c a lt r e a t m e n tt e c h n o l o g yi nw a t e ro f i n t e n s i v ea q u i e u l t u r e 11 1 4p u r p o s ea n dc o n t e n t 1 1 1 4 。lr e s e a r c hp u r p o s e 11 1 4 2r e s e a r c hc o n t e n t 。l ：! 1 5r e s e a r c hc o n t e n t 。1 3 c h a p t e r2f u n c t i o no fa c t i v a t e dc a r b o n f i b e rt o a d s o r p t s i m u l a t i n g w a s t e w a t e r 。11 ； 2 1m a t e r i a l sa n dd r u g 。15 2 2t e s te q u i p m e n t 15 2 3a n a l y s i sm e t h o d 。15 ：。z t e s tm e t h o d 1 6 2 。辱1m a t e r i a lp r e t r e a t m e n t 。1 6 2 4 2p r e p a r a t i o no f s i m u l a t i n gw a s t e w a t e r 1 6 2 + 4 3a d s o r p t i o nm e t h o d 16 2 5r e s u l t sa n dd i s c u s s i o n 17 2 。5 1i n f l u e n c eo f c o d a d s o r p t i o no f a c f u n d e rd i f f e r e n tc o n d i t i o n s 。1 7 2 。5 。2i n f l u e n c eo f t pa d s o r p t i o no f a c fu n d e rd i f f e r e n tc o n d i t i o n s 。2 蛰 l x 憩衷纯王大学硬士学位论文 2 5 。3i n f l u e n c eo f n i - h + - na d s o r p t i o no f a c fu n d e rd i f f e r e n tc o n d i t i o n s 。2 2 2 + 6s u m m a r y 。2 5 c h a p t e r3p u r i f i c a t i o n o fc o m p o u n dc a r b o nf i b e ru s e di n a q u a c u l t u r e w a t e r 。2 7 3 1m a t e r i a l sa n dd e v i c e s 。：1 7 3 1 。1p r e p a r a t i o no f a c t i v a t e dc a r b o nf i b e r 。2 7 3 。差。2d e v i c e s 。2 7 3 1 3s o u r c eo f w a t e ro f a q u a c u l t u r e ： 8 3 2t e s tm e 也o d s 2 8 3 2 1b r e e d i n gd e n s i t y 2 8 3 。2 。2m a t e r i a l sd e n s i t y + 。，2 8 3 2 3d i s s o l v e do x y g e n 2 9 3 3r e s u l t sa n dd i s c u s s i o n 。+ 。2 9 3 3 。1e f f e c to f b r c c m i n gd e n s i t yo np u r i f i c a t i o n 。，。2 9 3 3 2e f f e c to f m a t e r i a l sd e n s i t yo np u r i f i c a t i o n 。3 4 3 3 3e f f e c to f d i s s o l v e do x y g e no np u r i f i c a t i o n 3 6 3 。4s u m m a r y 。，。3 8 c h a p t e r 4 c o m p o u n d c a r b o nf i b e ru s e di n a q u a c u l t u r e w a s t e w a t e r 。，。3 9 4 1m a t e r i a l sa n dm e t h o d s 3 9 4 1 1a n a l y s i sm e t h o d 3 9 4 1 2s o u r c eo f w a s t e w a t e r 。+ 。3 9 毒。董。3t e s td e v i c e 3 9 4 2d e v i c es t a r t - u p 。，。垂 ( 4 3t e s tm e t h o d s 。+ ，。4 1 4 3 。1h y d r a u l i er e t e n t i o nt i m e 。4 1 4 3 2a e r a t i o ns t r e n g t h 。4 1 4 4r e s u l t sa n dd i s c u s s i o n 4 1 4 。4 。1i n f l u e n c eo f h y d r a u l i cr e t e n t i o nt i m eo n t r e a t m e n te f f e c t 。4 2 4 4 。2 i n f l u e n c eo fa e r a t i o ns t r e n g t ho nt r e a t m e n te f f e c 4 3 4 。5s u m m a r y 4 6 x 奠录 c h a p t e r 5c o n c l u s i o na n ds u g g e s t i o n 。+ 。4 9 5 1c o n c l u s i o n 。4 9 5 2s u g g e s t i o n 。5 ( 5 3i n n o v a t i o np o i n t s 。5 0 r e f e r e n c e c e 。+ 。+ 。5 1 。- + + # t t a c k n o w l e d g e m e n t 5 5 f 1 u l b l i c a t i o n s 。，。5 7 a u t h o ri n t r o d u c t i o n ，+ 。! ；s ) ( 1 第一章绪论 1 ，1 研究背景与意义 i 1 1 研究背景 第一章绪论 随着天蠢慧速的增热，人靛也租应缝瓣大了对承产晶缒需求，簌靠天然养殖提供 水产品远远达不到需求，随之形成的商密度集约型水产养殖方式正在逐渐的普及。在 产蟹提高的同时，大量人工投饵及高频率换水使水产养殖的发展受到限制，给周边的 水环境带来了潜在酶威胁。尽管水产养殖废水通常情提下比城镇污求的污染程度小， 但e l j 于水产养殖废水的排放量大，给环境带来的危害是不可忽视的。 目前，处理水产废水盼方法主要有物理和生物两种处理方法。物理处理法包括沉 淀池、概藏过滤法。沉淀池往往需要较大盼面积，丽且废求中缒浮游动植物程悬浮物 很难沉降；机械过滤器虽然可以有效的去除悬浮固体，但对有机物的去除效果较差。 因此，在养殖泼水处理中，单一使用物理处理法缀难实现废水的循环利用。生物处理 法利用微生物的代谢可以有效的降解废水中麓有机物，并且具有处理成本低、不易产 生二次污染的特点。因此，在实际水产养殖废水处理时，往往将物理法和生物处理法 相结合用于处理水产养殖废水以实现废水的循环科用。 在生物处理法孛，接触氧化法在低浓度废水中的运震较多，对低浓度的有棍废水， 接触氧化法具有很好的去除效果。影响接触氧化法处理效果的因素有很多，如温度、 p h 、水力停甓时阀等，其中池内填料的种类也在很大程度上影响接触氧化法的处理效 暴。毒匿上接触氧纯洼内的填料主要有悬浮型、半软性填料等。随着接触氧纯法不断 的完善与改进，应用范围逐渐的扩大，人们对影响接触氧化处理效果的填料研究越来 越多，薪型填料静出现必将使接触氧化处理工艺得到更广泛鳇应用。活性碳纤维嚣楚 一耱良荮酶吸附材料，广泛地震于大气处理、永体净纯等方两，僵终巍接触氧诧池感 填料用于水产养殖水处理的研究未看到有相关报道。 茭延长养殖承体豹使爝寿命，在永体孛投加有益缨菌、种檀水生植物、投搬化学 莼裁等方法是匿前运用较多的处理方法。投加有益细菌会浮游于水体审，容易随出水 排出而浓度降低；水生植物受环境的影响很大，处理效果不稳定，在冬天低温条件下， 处理效果很差；在永体串投加纯学药测虽然在短瞄闻内毙快速看銎l 净化效果，僵纯学 药裁对养殖水髂中东产晶的正常截谢有很大影响。因此，寻找种对水产品不产生毒 性、处理效果稳定的固定材料是延长水体使用寿命的重要途径。活性碳纤维作为无襟 性、高吸附性能的材料霹前未看至g 有关将其黑予水产养殖东体净化处理的研究。因我， 灞性碳纤维在水产养殖行渡具有很大的发展空闻。 乾京傀工大学硕士学位论文 l 。| l 。2 研究意义 将活性碳纤维这种具有强大吸附性能作为接触氧化工艺中的填料，将大大提高接 触氧化工艺的处理效率，缩短活性污泥培养的时间，使接触氧化工艺在短时间内能看 到处理效果，接触氧化工艺能在更广的领域褥到赢粥。以活性碳纤维为填料的接触氧 化法用于水产养殖废水处理，能够使处理后的水质达到水产养殖循环水质标准，将大 大减少水产养殖行韭的用水量，在缀大程度上减少水产养殖废水对周边水环境的污 染。活性碳纤维材料震于水产养殖水体净纯将大大延长水体使瘸寿命，减少水产行邋 的用水量，对缓解目前国内用水的压力有着重大的意义。 _ 1 2 活性碳纤维概述 活性碳绎维( a c t i v ec a r b o nf i b e r ) 谗势一种理想的多孔性吸附材料，经过碳纯、 活化研制而成。它具有比表面积大的优点，是一般活性炭盼m 中至几百倍。由于其较 大的比表面积和纤维状的特点，可以以布、毡等多种形式编织两成，比颗粒状活性炭 ( g a c ) 和粉末状活性炭( 淞，c ) 使用范围更广。就吸附性畿褥言，具有聪大的吸附 容量与更快的吸附速率。活性碳纤维表面的含氧官能团提高了活性碳纤维对有机物的 吸附性能，具有定的反应活性。在不同电位的体系中，表现出很强的氧化还原特性， 可以将c r 6 + 、a g + 、p d 2 + 等贵重金满离子还原为较低态的离子或单质，并吸附在a c f 的表面上【l 】。a c f 还有很强的抗酸、抗碱性能、机械强度高等优点。随着碳纤维工业 的发展，工业三废对环境的污染墨益严重，各国研究入员开始对这一具有多种优良特 性的吸附材料进橙研究。在通过熟处理、纯学氧化、聚合物涂层等改牲方法以提鑫活 性碳纤维吸附性能方面做了大量的科研试验。目前，该材料广泛用于有机废气的处理 1 2 1 、有机溶剂的净化【3 】、燃料电池 4 1 等领域。 1 2 1 国外a c f 的发展 从1 9 6 0 年起，在匡努碳纤维产业兴起的弱对，a c f 也受到人们更多酶关注。在 活性碳纤维制备及运用方面，日本和苏联做了很多的基础工作。自1 9 6 2 年进藤发现 聚丙烯腈能够用于a c f 制备后，醋酸纤维和粘胶熊活性碳纤维织物也相继出现。随 艨，j o h n $ o n 采用新熊方法研制出p a n 基a c f 。1 9 6 8 年，e c o n o m y 研发的酚醛树脂 纤维为后来n i p p o n 制得酚醛树脂活性碳纤维提供了理论基础。1 9 6 0 年 - - - 1 9 6 9 年，东 洋纺织企业对粘胶基活性碳纤维进行产业化的推广。东邦培斯伦企业也第一次利用 p a n 侔炎原料进行篱l 备活性碳纤维。1 9 8 3 年，龙吉卡与碳素企监联合制备出沥青基 2 第一章绪论 瀵健碳纤维。 弱前，市面上的a c f 及其铡品的原料主要蒋牯胶丝、p a n 纤维、沥青纤维等， 但熟生产工艺的步骤基本相同，需要经过前处理、碳化和活化三个步骤。近年来，随 着活性碳纤维在生产和生活中的广泛应用，各国掌者都非常关注这种具有巨大发展潜 力的材料，主簧着手于原料的选择、改性手段和应用三个方面。 j a e - w o o n s l 等人用h n 0 3 和氢氧化钠两种溶剂对粘胶基a c f 表面改性，研究表明 经过酸改性屠a c f 的比袭蕊积减小，离子交换容量却增加。娃qs t a v r o p o u l o s n 等人 研究关于活性碳纤维改性对予表面孔隙结构和对予苯酚吸附的影响经过尿素改性躺 a c f 能为苯酚提供更大的吸附容量，而经过硝酸和氧气处理后a c f 吸附容量有所减 小。e l z b i e t ap a m u l a u 等人研究了p a n 基a c f 在2 3 0 0 c 条件下热处理和酸氧化盾材 料的性能( 表面官能匪、化学成分等) 变化。 m d a s s l 等人通过涂层的方法使p a n 基的a c f 表面附宵一层薄的硼涂层，这大 大增加了a c f 的强度和抗氧化性麓。o y a t 9 等人将活性碳纤维和酚醛树脂混合屠纺 丝，分别用浓度为3 8 p p m 帮l o o p p m 含钴活性裁进行活他，经活化后的a c f 袭蕊仍 有大量的微孔存在，但纤维变得更脆弱。c h i a k is o t o w a 嘲等人用二氯乙烷和氯乙烯对 p a n 基a c f 处理后材料具备缀好的健化活性，x p s 表征反映蕊在反应嚣仍有氮与氯 余留在材料表面，反应后的热处理过程中会释放氯化氢，但是失去了催化活性，预处 理会减短催化淹命。 y a n g n j 等人利用改性a c f 来减少工业给水中铁腐蚀，在水体中加入a e 擎屠，其 氧化还原电位与溶解氧浓度有明显的减少，从而减少了铁腐蚀酹速率。h i t o s h i 嘲用活 性碳纤维过滤器( a c f f ) 对环境水体( 雨水、河水) 中的蠢机氯农药( o c p s ) 进行 吸附，在水祥中，a c f f 作势吸附裁富集诧学物质，被a c f f 吸辫的o c p s 再被甲苯。 z l 醇( 4 ：1 ) 的混合溶液提取出来，提取物在用高分辨率气褶色谱或质谱进行分析。这 种方法可用于监测实际水样和水环境中o c p s 的含量。 国夕 对活性碳纤维的研究主要是在对a c f 改性和应用两个方面。在改性方隧， 主溪是通过热处理、酸碱处理、涂层方法以改变a c f 比表面积、孔隙结构和吸附往 能。在应用方丽，利用其强大的吸附性能，将其作为一种吸附材料，去除大气或水溶 液串某种或凡耱污染物。 1 。2 2 国内a c l i l 的发展 从1 9 7 0 年起，我国对a c f 就有早期的研究。照然起步较晚，但已掌握了以沥脊 基、黏胶基等几种原料制餐a c f 的方法。具有代表性的科研机构及大专院校包括吉 林工学院、上海纺织科学研究院、北京讫工大学、中出大学和中科院出掰煤炭化学研 究所等，它们有小量的生产能力及技术转让。在9 0 年代赢期，活性碳纤维逐渐发震 3 j b 京化工大学硕士学位论文 起来。但是由于产晶性施有待提高，还澎未形成成熟的独立工业体系。国内有很多学 者对a c f 进行深入的研究，研究方向主要为a c f 的吸附机理、a c f 的改性和a c f 在三废中的应用以及a c f 的结构和性能研究。 在a c f 发展的早期，中山大学【1 3 】在a c f 的理论及应用方面做了大量的基础工作， 集中研究以天然植物( 如剑麻、甘蔗渣、棉粘胶等) 为原料的a c f 制备和特殊化学结构 的a c f 制备。上海纺织科学院【1 4 】于1 9 8 0 年制各出酚醛基活性碳纤维。 张素娟骐q 研究了硝酸氧化法、等离子体和燃烧法对a c f 的化学修饰效果，在不 同工艺条件下对改性效果的影响，评价改性后材料的离子交换和吸附性能。李善评 6 】 采用h n 0 3 浸渍法、热氧化法处理聚丙烯腈基活性碳纤维，将处理后的a c f 作为填 料进行挂膜试验，结果表明，处理后的a c f 比未处理的a c f 挂膜速度更快。 同济大学【1 7 j 采用动态和静态两种方式考察a c f 吸附溶液中p b 2 + 离子的能力，在 不同吸附时间、p h 条件下进行试验，结果表明a c f 对水中p b 2 + 离子有良好的吸附性 能。河北科技大学【l s 】利用浸渍法在粘胶基a c f 表面负载镍、钴等金属，研究影响改 性震活性碳纤维脱硫性能的因素。 在a c f 改性与应用方面的研究文献较多，但大部分还局限于实验室条件，真正 在实际应用中较少。由于活性碳纤维的成本较高，在实际的生产应用上受到限制，对 a c f 的研究基本上还在探索和试用阶段，还未形成较为独立的工业体系。 1 2 3a c f 的制备工艺 臻前，