S hitrim razvojem industrializacije in urbanizacije je onesnaževanje z vodo vse bolj resno, zlasti prekomerne ravni škodljivih snovi, kot so fluorid, arzen in težke kovine, ki resno ogrožajo zdravje ljudi in ekološko okolje. Med številnimi tehnologijami za čiščenje vodeAktivirana glinicaje postal eden od pomembnih materialov na področju čiščenja vode zaradi odlične adsorpcijske zmogljivosti, kemične stabilnosti in gospodarstva.
Značilnosti aktivirane glinice za čiščenje vode
Visoka specifična površina: zagotavlja veliko število adsorpcijskih mest.
Porozna struktura: mikropore in mezopore so razporejene, primerne za adsorpcijo molekul različnih velikosti.
Kemična stabilnost: kislina in alkalija, primerna za različne vodne razmere.
Selektivna adsorpcija: ima močno afiniteto do onesnaževal, kot so fluorid, arzen in fosfat.
Obnovljivost: Adsorpcijska zmogljivost je mogoče obnoviti s segrevanjem ali kemičnim čiščenjem.
Uporaba aktivirane glinice pri čiščenju vode
1. čiščenje pitne vode
(1) Odstranjevanje fluorida
Fluorid je bistveni element sledenja za človeško telo, vendar lahko prekomerni vnos privede do bolezni, kot sta zobna fluoroza in skeletna fluoroza. Aktivna alumina lahko učinkovito odstrani fluoridne ione iz vode z ionsko izmenjavo in površinsko adsorpcijo, še posebej pa je primerna za čiščenje pitne vode na območjih z visoko fluoridom.
(2) Odstranjevanje arzena
Arzen je zelo strupeno onesnaževalo. Aktivna alumina lahko učinkovito adsorbira arzenat, vendar je njegova adsorpcijska sposobnost za arsenit šibka. Zato je pogosto treba uporabiti oksidant za pretvorbo AS (III) v AS (V) za povečanje stopnje odstranjevanja.
2. Čiščenje industrijske odpadne vode
• Odstranjevanje fosfata: Uporablja se za čiščenje odpadne vode v panogah, kot so galkoplaniranje in gnojila za preprečevanje evtrofikacije vodnih teles.
• Adsorpcija težkih kovin: lahko odstrani škodljive kovinske ione, kot so svinca, kadmij in krom.
• Organsko odstranjevanje onesnaževal: Nekatera aktivirana glinica ima tudi določeno adsorpcijsko sposobnost za organske snovi, kot so barvila in fenoli.
3. Druge aplikacije
• Osušilec: Uporablja se za dehidracijo plinov ali tekočin.
• Prevoznik katalizatorja: Uporablja se za podporo katalizatorji v kemični industriji.
Adsorpcijski mehanizem aktivirane glinice
Adsorpcijski postopekAktivirana glinicaV glavnem je odvisno od naslednjih mehanizmov:
1. Površinska hidroksilna izmenjava: Anioni v vodi (kot so F⁻, ASO₄³⁻) se na površini glinice podvržejo nadomestni reakciji s hidroksilnimi skupinami.
2. Elektrostatična adsorpcija: Površina glinice je pozitivno napolnjena in lahko adsorbira negativno nabiti ioni.
3. Fizična adsorpcija: molekule adsorbirajo sile Van der Waalsa poroznih struktur.
Na učinkovitost adsorpcije vplivajo dejavniki, kot so pH vrednost, začetna koncentracija onesnaževal, čas kontaktnega kontakta in temperatura. Za izboljšanje učinka zdravljenja je treba optimizirati parametre procesa.