活性炭+二氧化硅：超强吸附组合

日期：2022-09-21 浏览次数：次

近年(nian)来随着科技(ji)的(de)发展(zhan)，许多行业都会(hui)产生(sheng)(sheng)大量富含(han)重(zhong)金属等有害(hai)物质的(de)废水，对人类的(de)生(sheng)(sheng)活环境造成了巨大的(de)危害(hai)。为了缓(huan)解和(he)修复水生(sheng)(sheng)态的(de)污染状况(kuang)，最常用且(qie)有效的(de)方法(fa)就是通过(guo)“吸附”对有害物质(zhi)进行去除(chu)，其中吸附剂的性能是吸附效(xiao)果好坏(huai)的关键影响(xiang)因素。

活性炭+二氧化硅：超强吸附组合

污水排放是社会痛(tong)点

说到吸附剂，最为(wei)人所知的莫(mo)过于活(huo)性炭了。活性炭是一种具有高(gao)度发(fa)达的(de)孔隙结构、巨(ju)大的(de)比表面积、稳定的(de)化学性质和优良的(de)吸附性能的(de)材料，被广泛(fan)应用于冶(ye)金、医药、食品及环(huan)境领域，具有使(shi)用安(an)全、吸附容量大(da)、来源丰富且价格低廉等优点。其(qi)制备通常采用磷酸(suan)活化法(fa)，机理为(wei)改(gai)变木(mu)材的热解(jie)历程，具体活化历程为：①在200℃左右的炭化过程；②在(zai)200~300℃形成稳定的缩聚炭过程；③在400℃左右的活化过程；④在600℃左右，磷酸制品的热缩合过程，此时活性炭的灰分较高。

不(bu)过单纯只是(shi)活性炭，其吸(xi)附能力似乎略显不(bu)足，于是(shi)便有研究(jiu)者提出将两种不(bu)同的材料(liao)叠加使用，使其带来1+1＞2的效果，比如说活性炭与二氧化硅(gui)就是一(yi)对好搭(da)档。二(er)氧化硅是一(yi)种(zhong)含有较大(da)的(de)(de)孔(kong)容和孔(kong)径(jing)的(de)(de)无(wu)机(ji)非(fei)金属材料，具有硬度大(da)，热稳定的(de)(de)特点，它与活(huo)性(xing)炭相(xiang)比，主(zhu)要(yao)优势在(zai)于其(qi)在高温下依然能保持其硅骨架和孔(kong)状结构的稳定性(xing)，因此常被广泛地应(ying)用于(yu)各种复(fu)合材料的制(zhi)备。

目(mu)前活性炭-二氧化硅的制备主要是通过多晶硅生产副产物四氯化硅与含碳生物质按木屑等生产。利用四氯化硅残液对木质有比较好的脱水碳化能力，可将废弃的桉木屑进行半碳化，再进一步高温活化，就能得到这种具有活性炭疏水性和二氧化硅亲水性的双功能多孔吸附材料。

活性炭+二氧化硅：超强吸附组合

C-SiO₂的外形图和SEM图

经研究发现，C-SiO₂复(fu)合材料具(ju)有相当出(chu)色的(de)吸(xi)附能力(li)，对于化工行业中的(de)各种有害物质都能实现不错的(de)吸(xi)附效果。胡育等利(li)用氯(lv)硅(gui)烷残(can)液与多种试剂(ji)一同处理桉木屑，经水解、脱水后生成的(de)C-SiO₂吸附材(cai)料在短时间(jian)内可(ke)对染料有(you)较快的吸附速度，脱色效率(lv)高(gao)；周旭(xu)梅等用高(gao)锰酸钾氧(yang)化改性C-SiO₂吸(xi)(xi)附(fu)(fu)材料后(hou)，发(fa)现对于铜离子(zi)废水具有很(hen)好的吸(xi)(xi)附(fu)(fu)效果(guo)，合适用(yong)量下吸(xi)(xi)附(fu)(fu)率超过90%。

另外(wai)，由于活性炭(tan)和二氧化硅还具有良(liang)好的化学稳定性和生物相容(rong)性，因此它(ta)们在临床(chuang)方面的应用也在日益增多，如作(zuo)(zuo)为载体吸(xi)附药物、吸(xi)附有毒(du)药物、起局部及全身治(zhi)疗作(zuo)(zuo)用。王(wang)应红等(deng)比较了(le)C-SiO₂复合(he)材料和市售活性炭(tan)对姜黄素吸附性能，发现(xian)前(qian)者对色素(su)的(de)(de)吸(xi)(xi)附效(xiao)果更(geng)佳，这可能(neng)因(yin)为姜黄素(su)是多酚(fen)类(lei)极性物(wu)质，双功能(neng)吸(xi)(xi)附材料(liao)不仅通(tong)过(guo)发达的(de)(de)微(wei)孔(kong)进(jin)行吸(xi)(xi)附，二(er)氧化硅表面羟基(ji)也会通(tong)过(guo)氢键形(xing)成增加吸(xi)(xi)附量(liang)，为将吸(xi)(xi)附材料(liao)用(yong)于(yu)固载姜黄素(su)等(deng)极性药物(wu)用(yong)于(yu)医(yi)疗领域作了初步的(de)(de)探索。