活性炭去除水中的4-硝基酚，硝基芳香族化合物通常具有很高的毒性，由于它們的平均致死濃度(LC50)，被歸類為危險(xiǎn)物質(zhì)。因此它們屬于十一種最污染物質(zhì)的酚類物質(zhì)。此外，大部分這些化合物沉積在水和土壤中，包括雨水，各行業(yè)的廢水和飲用水。在人體中，大部分硝基酚通過(guò)吸入細(xì)小液滴通過(guò)皮膚，胃腸道或肺部吸收。他們從體內(nèi)清除的速度很慢，人體的半衰期已經(jīng)記錄在5至14天。

　　已經(jīng)報(bào)道了幾種活性炭在含水介質(zhì)中降解或除去4-硝基酚的方法，給水提供高水平的純度。盡管這些技術(shù)導(dǎo)致氧化自由基的形成，但是這些方法中的每一種都需要各種條件以有效地去除化合物。活性炭質(zhì)量對(duì)吸附的影響，研究質(zhì)量是為了選擇最佳質(zhì)量的活性炭用于浸漬鎳，因?yàn)槭褂眉s500mg活性炭，活性炭吸附約20ppm。因此，由于初始樣品濃度為20ppm ，所以沒(méi)有理由使用具有這種質(zhì)量的過(guò)渡金屬。

　　使用不同的質(zhì)量對(duì)活性炭的4-硝基酚吸附容量清楚地表明，在較低的質(zhì)量下，以mg g-1表示的吸附容量較高，盡管這是在較高的飽和時(shí)間獲得的。這偏離了預(yù)期，因?yàn)槲�附容量�?yīng)該標(biāo)準(zhǔn)化為每克吸附劑，因此應(yīng)當(dāng)獨(dú)立于所使用的吸附劑質(zhì)量。這個(gè)意想不到的結(jié)果主要是由于擴(kuò)散問(wèn)題，例如搖動(dòng)，意味著當(dāng)降低間歇系統(tǒng)中的擴(kuò)散阻力時(shí)獲得更高的效率，導(dǎo)致4-硝基酚溶液更均勻的分布，同時(shí)溶液之間質(zhì)量增加的接觸減少和吸附劑。

　　圖1.顯示了質(zhì)量對(duì)活性炭吸附曲線的影響，證明在進(jìn)行鎳研究時(shí)使用較低質(zhì)量來(lái)分析使用該材料可能的吸附容量和飽和時(shí)間的變化。

　　鎳含量對(duì)間歇和連續(xù)體系吸附活性炭容量的影響

　　對(duì)于含有不同含量鎳的活性炭吸附劑，隨著金屬含量的增加，從弱到弱的部位的酸強(qiáng)度增加。這是因?yàn)殒嚱�漬會(huì)增加酸度，導(dǎo)致總酸度的增加，而這又被這種方法所識(shí)別。還可以推斷出零電荷值隨著金屬含量的增加而增加，從涂覆分?jǐn)?shù)值的增加看，從活性炭上鎳覆蓋的表面的12%變?yōu)?2%當(dāng)鎳含量提高到6%時(shí)，覆蓋的表面被覆蓋。還可以看出，在該百分比以上，鎳均勻地散布在活性炭的表面上。這些結(jié)果與酸性位點(diǎn)密度的結(jié)果是一致的，隨著金屬含量的增加，酸性位點(diǎn)密度也隨之增加，只有當(dāng)Ni含量為6%時(shí)才降低，從而排除了金屬在表面結(jié)塊的可能性。因此，減少只能是由于覆蓋活性部位的金屬。

　　分析間歇體系中的吸附容量，可以看出添加金屬鎳不會(huì)增加任何含量水平的吸附容量或減少飽和時(shí)間(約320分鐘)，盡管這是在連續(xù)系統(tǒng)中觀察。這是因?yàn)樵诤笠环N體系中，由于受控樣品流量為1.5 mL min -1，未觀察到擴(kuò)散現(xiàn)象，明顯改善了樣品與吸附劑之間的接觸時(shí)間。

　　考慮到這一點(diǎn)，在連續(xù)體系中，沒(méi)有浸漬金屬的活性炭具有5.45mg的4-硝基酚(g ads)-1的吸附能力，這與用2%Ni浸漬的活性炭所獲得的值相比非常低，達(dá)到31.26mg 4-NP(g 硝基酚)-1。這種增加可歸因于鎳對(duì)通過(guò)π吸附的貢獻(xiàn)。還可以看出，由于鎳含量均勻分布在活性炭上，因此在4%的金屬含量下，吸附容量不會(huì)隨著鎳含量的降低而增加，其應(yīng)該基于所有以前的表征，正如酸強(qiáng)度增加和酸性位點(diǎn)密度所證實(shí)的那樣。然而，這導(dǎo)致了當(dāng)使用連續(xù)系統(tǒng)時(shí)沒(méi)有必要應(yīng)用更高的鎳含量水平，因?yàn)榫哂懈�高的鎳含量，飽和時(shí)間和吸附劑的負(fù)表面電荷都降低。6%金屬含量水平的較低吸附容量可能是因?yàn)殒嚩氯�了活性位點(diǎn)。這也被表征證實(shí)了。有了這個(gè)金屬含量的水平，活性炭吸附劑的表面具有正電荷，因此吸附不再是平面的，而是沿著4-硝基酚分子的軸向。這是因?yàn)?-硝基酚化合物在硝基中濃縮了更高的電子密度，因此吸附不能發(fā)生在該組中，由此解釋了由于吸附劑的表面基團(tuán)和表面電荷引起的平面吸附。

　　活性炭吸附容量的研究表明，盡管所有研究材料均呈現(xiàn)一定程度的吸附，但活性炭是最佳的吸附劑，具有較高的比表面積，較低的酸強(qiáng)度和表面負(fù)電荷這項(xiàng)研究的條件，所有這些都有助于4-硝基酚化合物的平面吸附。另外，用鎳浸漬導(dǎo)致在連續(xù)體系中通過(guò)π絡(luò)合提高吸附容量。金屬含量的高低對(duì)最佳吸附劑的吸附能力也起著重要的作用。最后，通過(guò)活性炭吸附除去4-硝基酚被證明是去除優(yōu)先酚類化合物的一個(gè)很好的選擇。

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