陳兆輝 趙繼紅 劉永德

摘要：指出了磁性活性炭具有能夠快速固液分離的優(yōu)點(diǎn)。簡述了兩步法、一步法以及水熱法制備磁性活性炭的研究現(xiàn)狀。分析探討了各種制備方法對磁性活性炭性能的影響、優(yōu)缺點(diǎn)，總結(jié)了當(dāng)前研究中存在的問題，并對其未來發(fā)展進(jìn)行了展望。以供參考。

關(guān)鍵詞：磁性;活性炭;研究進(jìn)展

中圖分類號：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）16-0144-02

1引言

全球范圍內(nèi)水污染日趨嚴(yán)重，主要特點(diǎn)是污染物成分復(fù)雜和排放量較大，是目前亟待解決的環(huán)境問題之一。去除水中污染物的方法有生物法、離子交換法及吸附法等。吸附法因操作簡便、效率高、二次污染小等優(yōu)點(diǎn)成為水處理的理想方法。比表面積大、孔豐富和穩(wěn)定性好等是活性炭的主要特點(diǎn)。過濾等固液分離的方法耗時(shí)且不經(jīng)濟(jì)，而磁分離操作簡便、高效。磁性活性炭的制備方法包括兩步法、一步法和水熱法等。本研究將對制備磁性活性炭的過程及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析。

2兩步法制備磁性活性炭

2.1吸附法

吸附法是將活性炭和磁流體溶液不斷攪拌，然后將剩余磁流體去除以得到磁性活性炭。目前，關(guān)于吸附法的研究報(bào)道中，磁流體以Fe3O4和γ-Fe2O3為主。吸附法雖然能夠有效避免使用粘結(jié)劑造成的孔道阻塞，但仍存在磁流體易脫落，吸附性能降低等缺點(diǎn)。

2.2化學(xué)共沉淀法

化學(xué)共沉淀法是將活性炭浸入Fe（Ⅲ）和Fe（Ⅱ）鹽混合溶液，不斷攪拌，緩慢滴加堿液得到鐵的氫氧化物，然后利用磁分離得到固體，最后升溫轉(zhuǎn)化為鐵的氧化物，所得產(chǎn)品即為磁性活性炭。該方法與吸附法相比，磁性基質(zhì)固定較為牢固，但是仍然容易阻塞孔道。

馬放等采用該方法制備磁性活性炭，對亞甲基藍(lán)的去除率高達(dá)98%。Zhang等制備出新型磁性生物炭，該材料表現(xiàn)出優(yōu)異的磁性，同時(shí)對砷具有較強(qiáng)的吸附能力。Sun等通過利用化學(xué)共沉淀法制備出磁性生物炭，能夠高效吸附結(jié)晶紫。

2.3二次活化法

二次活化法通常首先將活性炭浸入Fe（Ⅲ）鹽溶液，然后在一定溫度下通人N2進(jìn)行處理得到磁性活性炭。二次活化法雖然能夠在高溫下擴(kuò)大孔隙，增強(qiáng)活性炭和磁性基質(zhì)兩者的結(jié)合能力，但是高溫時(shí)間長、成本高，且易造成金屬含量增高和吸附性能減弱。

3一步法制備磁性活性炭

將磁性基質(zhì)摻人到活性炭中，然后經(jīng)過碳化活化獲得磁性活性炭是一步法制備磁性炭的主要步驟。張付申等口們利用高溫裂解混合金屬鹽溶液浸泡過的廢棄木屑的方法制備出磁性炭。和艷麗通過使用ZnCI2為活化劑，F(xiàn)e3O4為磁性基質(zhì)，杉木屑作為原料，在N：保護(hù)和真空中兩種狀態(tài)下，制備兩種不同的磁性炭。

4水熱法

通過將磁性前驅(qū)體和活性炭溶于溶劑中，控制水熱合成條件（添加表面活性劑或分散劑等），設(shè)定壓強(qiáng)和溫度下獲得磁性炭材料，這是水熱法制備磁性活性炭的主要操作步驟。水熱法相較其他方法而言，操作簡便、性能較強(qiáng)，但是水熱法制備產(chǎn)量小，不能進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)。賀平利用反應(yīng)釜在200℃下制備得到磁性納米復(fù)合物C/CFO，對染料有較好的吸附效果。

5總結(jié)與展望

當(dāng)今水污染日趨嚴(yán)重的情況下，制備理想的磁性炭材料是一項(xiàng)重要領(lǐng)域。磁性炭材料不僅有效吸附各類污染物，而且能夠快速固液分離，達(dá)到重復(fù)利用的目的。磁性活性炭具有高效性、操作簡單、可重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛關(guān)注，在水處理中的應(yīng)用也已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。雖然磁性活性炭的制備方法已比較成熟，但仍有許多理論技術(shù)問題尚待解決。