第1章 无机吸附材料
随着经济的快速发展，冶炼、电解电镀、医药、染料等企业每年都要排放大量含重金属离子的工业废水，它们通过土壤、水、空气，尤其是食物链，对人类的身心健康产生了严重危害。由于重金属污染物很难被分解和破坏，一旦排入环境将导致永久性污染。因此，工业废水的处理问题日益引起了国内外科研工作者的关注，人们对处理这类污染物十分谨慎和重视，并且正在积极探索各种有效的治理途径。常见的治理方法包括化学沉淀法、离子交换法、反渗透法、膜过滤法和吸附法等，其中吸附法作为重金属离子工业废水处理应用中一种重要的物理化学方法，因其成本低、效果好、可操作性强而被广泛应用。从广义上来讲，一切固体物质的表面都具有吸附作用，但实际上只有具有很大比表面并且具有相应活性的多孔材料才有着明显的吸附作用，可用作吸附剂。所选择的吸附材料要达到工业应用的要求，就需要其吸附能力强、吸附选择性好、易再生、机械强度好、化学稳定性好且价廉易得。
在重金属废水处理过程中，应用的吸附材料有木质素类和壳聚糖类等生物质类吸附材料、黏土和沸石等地质类材料、聚乙烯基树脂和硅胶基树脂等合成类材料。在这一章里，我们将介绍活性炭、金属氧化物、黏土、沸石分子筛等无机吸附材料处理含重金属废水的效果和研究进展。
1.1 活性炭和碳纳米管
1.1.1 活性炭
活性炭是以煤、木材、果壳等为原料烧制而成的炭化物；经过专业的活化处理后可形成丰富的微孔。它是以石墨结构为基础的无定形碳，具有高度发达的孔隙结构和高的比表面积，其表面含有一定量的含氧官能团，可再生重复使用，其对重金属吸附效果已被论证，是广泛使用的吸附剂之一。目前全世界活性炭的年产量以百万吨计，其中大约50％～60％用于水处理。一般在水处理中使用的活性炭，其比表面要求不一定很大，但是应具有较多的过渡孔隙以及较大的平均孔径。活性炭可同时吸附多种金属离子，吸附容量大，且机械强度良好，但是活性炭价格贵，使用寿命短，操作费用高。
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