活性炭處理重金屬的吸附機理

    活性炭處理重金屬主要是靠吸附作用，目前認為，活性炭對重金屬離子的吸附機理主要是重金屬離子在活性炭表面的離子交換吸附，同時還有重金屬離子與活性炭表面的含氧官能團之間的化學反應吸附、金屬離子在活性炭表面沉積而發(fā)生的捕集物理吸附。

    但有外國學者認為活性炭對重金屬的吸附不僅僅是一個簡單的離子交換過程，活性炭上各種活性位點對重金屬的吸附也是一個重要的原因，同時金屬陽離子和活性炭表面的陰離子間的靜電引力也起了一定的作用。還有學者認為活性炭對重金屬的吸附行為，可以用表面絡合吸附模式描述，活性炭顆粒表面各種含羥基的集團與溶液中離子的各種形式形成表面絡合而將其吸附。

    活性炭處理重金屬的吸附平衡模式

    Freundlich模式和Langmuir模式

    活性炭對重金屬的吸附模式可以用Freundlich模式和Langmuir模式來模擬，這兩種模式也是最常見的經(jīng)典經(jīng)驗模式。這兩種模式主要是依靠大量的實驗結(jié)果而提出的數(shù)學模式，因其形式比較簡單，計算也較方便，并且能化成某一線性方程進行作圖擬合而被廣泛應用。Freundlich模式和Langmuir模式的應用十分廣泛，其優(yōu)點是十分顯著的，但它們同時也含有一些缺點：這兩種模式的參數(shù)通常是通過實驗在特定的條件下得到的，不具有普遍適用性，只能在有限的范圍內(nèi)才能運用。另外，它們都沒有明確的物理意義，即使在其適用的范圍內(nèi)，也只能概括地表達一部分實驗事實，并不能說明吸附作用的機理。

    表面絡合模式

    表面絡合模式是基于溶液中配位化學反應平衡理論把金屬陽離子在活性炭表面上的吸附看成是活性炭上的官能團—羥基與金屬陽離子之間的化學反應，常用溶液中絡合反應類似的方法處理這一表面過程。已經(jīng)提出的許多表面絡合模式中具有代表性的主要有恒定容量模式(CCM)，擴散層模式(DLM)以及三層模式(TLM)。有學者發(fā)現(xiàn)TLM模式不僅能描述各種情況下H型活性炭對重金屬的吸附情況，而且還能描述在多個金屬離子共存的條件下H型活性炭對重金屬的吸附情況，TLM模型能成功地模擬出當溶液中沒有表面沉積作用時活性炭對部分重金屬離子的吸附去除。然而，表面絡合模式的計算十分復雜而繁瑣，并且需要應用計算機來進行多組分多相的復雜計算，因而也限制了表面絡合模式的應用。