活性炭+二氧化硅：超强吸附组合

日期：2022-09-21 浏览次数：次

近(jin)年(nian)来随着科(ke)技的(de)发展，许多行业(ye)都(dou)会(hui)产生大量富含重金属(shu)等有害(hai)物质的(de)废水(shui)，对人类(lei)的(de)生活环境造(zao)成了(le)巨大的(de)危害(hai)。为了(le)缓解(jie)和(he)修(xiu)复水(shui)生态(tai)的(de)污染状况(kuang)，最常用(yong)且(qie)有效的方(fang)法就是(shi)通过“吸附”对(dui)有害(hai)物质(zhi)进行去除(chu)，其中吸附剂的性能是吸(xi)附效果好坏(huai)的关键影响因(yin)素。

活性炭+二氧化硅：超强吸附组合

污水排放是(shi)社会(hui)痛(tong)点

说到吸附剂，最为人(ren)所知的莫过(guo)于活性炭了。活性炭是一种具有高(gao)度发达的(de)(de)孔隙结构、巨大(da)的(de)(de)比表面积、稳(wen)定的(de)(de)化学性质(zhi)和优良的(de)(de)吸(xi)附(fu)性能的(de)(de)材料，被广泛应用于冶金、医药、食(shi)品(pin)及环(huan)境领域，具有使用(yong)安全、吸附容量大、来源丰富(fu)且价格低廉等优点。其制(zhi)备(bei)通常采用磷(lin)酸活化法，机(ji)理为改变木材的热解历程，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(zai)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(dan)纯只是活性炭，其(qi)吸附能力似(si)乎略显不(bu)足，于是便有研究者提(ti)出将两(liang)种不(bu)同的材料叠加(jia)使用(yong)，使其(qi)带来1+1＞2的效果，比如说活性炭与二氧化硅就是一对(dui)好搭(da)档。二(er)氧化硅是一种含有较(jiao)大(da)的(de)(de)孔(kong)容(rong)和孔(kong)径(jing)的(de)(de)无机(ji)非金(jin)属材料，具(ju)有硬度大(da)，热稳定(ding)的(de)(de)特点，它与活(huo)性炭相比(bi)，主要优势(shi)在于其在高(gao)温下依(yi)然能保持其(qi)硅骨架和孔(kong)状结构的稳定性，因此常被广泛地应用于各种复合材料的制(zhi)备。

目(mu)前(qian)活性(xing)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复合材料具有相当出色的(de)吸附(fu)能力，对于化工行业中的(de)各种有害物质都能实现不(bu)错的(de)吸附(fu)效果。胡育等利用氯硅烷残液与多种试(shi)剂一(yi)同处理桉木(mu)屑，经水解(jie)、脱水后(hou)生成的(de)C-SiO₂吸(xi)附材料在(zai)短时间内可对染(ran)料有较快的吸(xi)附速度，脱色效率高(gao)(gao)；周(zhou)旭梅等用(yong)高(gao)(gao)锰酸钾氧化改性(xing)C-SiO₂吸附材料后(hou)，发现对于铜离子(zi)废水具有很好(hao)的吸附效果，合适用量下吸附率超过90%。

另外，由于活性炭和二氧化硅还具有(you)良(liang)好的化(hua)学稳(wen)定性和(he)生物相容性，因此(ci)它(ta)们在临床方面(mian)的应用也在日益(yi)增多，如(ru)作(zuo)为载体吸附(fu)药(yao)物、吸附(fu)有毒药(yao)物、起局部(bu)及全身治疗作(zuo)用。王应红等(deng)比较了(le)C-SiO₂复合(he)材料和(he)市售活性炭对姜黄(huang)素吸附性能，发现前者(zhe)对色素的(de)吸(xi)(xi)附效果更佳，这可能因为(wei)姜黄(huang)素是多酚(fen)类极(ji)性物质(zhi)，双功(gong)能吸(xi)(xi)附材料不(bu)仅通过发(fa)达的(de)微孔进行吸(xi)(xi)附，二氧化硅(gui)表面羟基也会通过氢(qing)键形成增加吸(xi)(xi)附量，为(wei)将吸(xi)(xi)附材料用于固载姜黄(huang)素等(deng)极(ji)性药物用于医(yi)疗(liao)领域(yu)作了初步的(de)探索。