季銨鹽和鹵胺聚合物改性活性炭的制備及其應(yīng)用.pdf

1、活性炭(AC)是一種具有特殊微晶結(jié)構(gòu)的多空碳，它具有巨大的比表面積、發(fā)達(dá)的空隙結(jié)構(gòu)，被廣泛應(yīng)用于污水處理，但是活性炭在水處理的過程中富集有機(jī)物后，會成為細(xì)菌和微生物繁殖的溫床，造成處理水的二次污染，因此通過改性活性炭賦予其抗菌性能是目前活性炭改性的重要研究方向。本文首次通過原位聚合的方式將3-（三甲氧基硅烷基）丙基十六烷基二甲基氯化銨和3-(5，5-二甲基海因)丙基三乙氧基硅烷的聚合物固載到活性炭表面，制備了兩種改性活性炭。
　　

2、 首先，制備了聚硅氧烷季銨鹽改性活性炭(AAC)，并通過XPS、SEM、Zeta電位和BET對其進(jìn)行表征。結(jié)果表明改性后活性炭表面電位由-33.4 mV移動到+43.8 mV，其比表面積的變化與鹽酸的加入和活性炭所固載的聚硅氧烷季銨鹽的量有關(guān)。改性后活性炭的碘吸附值由508.4 mg/g增加到543.9 mg/g，亞甲基藍(lán)的吸附值由46.3 mg/g大幅度增加到650.4 mg/g。通過研究活性炭改性前后對苯酚和重鉻酸根的吸附性能，發(fā)

3、現(xiàn)活性炭改性后對苯酚的吸附能力沒有降低，而對重鉻酸根的吸附能力則有了大幅提高，在20.00 mL重鉻酸鉀溶液中(含100.00 mg/LCr6+)，投加0.80 g活性炭或改性活性炭，活性炭對重鉻酸根的去除率為19％，而改性活性炭對重鉻酸根的去除率為99％。對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抗菌性能的研究則表明，改性后活性炭具有良好的殺菌性能，殺菌率隨著聚硅氧烷季銨鹽固載量的增加而增加。在流動水中穩(wěn)定性實(shí)驗則表明雖然改性活性炭在初始階段會流失

4、一些季銨鹽，但在96 h后活性炭固載的季銨鹽的含量穩(wěn)定在0.55×10-4 mol/g，這表明改性活性炭具有良好的穩(wěn)定性。實(shí)驗表明在賦予活性炭殺菌能力的情況下，固載聚硅氧烷季銨鹽提高了活性炭對特定污染物的吸附性能，且具有良好的穩(wěn)定性。
　　 其次，制備了聚硅氧烷海因改性活性炭，改性活性炭經(jīng)過氯化后獲得最終聚硅氧烷鹵胺抗菌活性炭(MAC)，并通過XPS、SEM和BET對其進(jìn)行表征。研究結(jié)果表明3-(5，5-二甲基海因)丙基三乙氧基

5、硅烷在酸性條件下很容易水解和聚合并固載到活性炭表面。抗菌結(jié)果表明，聚硅氧烷鹵胺改性活性炭具有非常好的殺菌性能，可以在10 min內(nèi)殺死75.00mL濃度為1×107 CFU/mL的大腸桿菌和濃度為1×106 CFU/mL金黃色葡萄球菌。在空氣中的穩(wěn)定性實(shí)驗結(jié)果則表明:活性炭吸附的次氯酸根在室溫下放置6天后就完全分解，而活性炭上固載的鹵胺官能團(tuán)在室溫下穩(wěn)定性良好，放置21天后其氧化態(tài)氯含量僅下降0.01％（由0.38％降為0.37％）。實(shí)