Sci. Total Environ.：杏仁变身活性炭，吸附废水能力强

随着我国经济和城市化水平的高速发展，环境污染事件层出不穷，威胁着人们的生命健康。这其中最可怕的，就是无形无色、无处不在的重金属污染！重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染。主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属超标制品等人为因素所致。重金属污染主要包括铅、镉、镍等污染。

以农林废物为原料制备活性炭是生物质能清洁转化利用技术研究的热点之一，具有广阔的应用前景。与非生物质活性炭相比，生物质活性炭具有很多优点。第一，生物质原料的来源较为充足且绝大多数可以再生。第二，生物质原料的价格较为低廉且无毒无害，能在一定程度上降低生产活性炭的成本，经济效益可观。第三，目前的生物质活性炭的原料大多是废弃物，大多以垃圾填埋或焚烧形式处理，废弃物的再利用有效地降低了环境污染，符合绿色化工的观点。因此，生物质基活性炭已经成为了活性炭领域研究的热点之一。

杏仁是水果工业副产品，部分杏仁可加工成零食供人们食用，而大部分杏仁都会被当做废品而丢弃。杏仁含有木质纤维素。塞尔维亚的Maja Turk Sekulić对杏仁基活性炭的制备和吸附性能的进行了研究。杏仁基活性炭(AsPhA)在重金属净化领域具有良好的应用前景。

研究者以废弃的杏仁（包含壳）为原料。首先，在室温（22.0±1℃）下用50% 的H3PO4浸渍原料24h。接着，在升温速率为10 ℃·min-1，炭化时间为45min的条件下将混合原料进行炭化。然后，在升温速率为10 ℃·min-1，活化时间为1 h的条件下，将炭化样品进一步活化。最后，用蒸馏水对活性炭样品进行洗涤，直到洗涤水的pH值达到5。洗涤后的样品在110℃下干燥3小时后便得到了杏仁基活性炭(AsPhA)。

杏仁基活性炭(AsPhA)的BET比表面积高达1099 m2·g-1，既有微孔结构也有介孔结构，且微孔结构较多显示了杏仁基活性炭的高吸附性能。在20 ℃温度下，杏仁基活性炭吸附重金属离子60min后， Pb2+,Cd2+和 Ni2+的浓度都有显著减低。批次研究通过改变溶液的初始pH（2-9），吸附剂用量（0.2-10g/L），接触时间（5-60min），温度（22,32和42℃）和初始吸附物浓度（5-500mg/L）。在最佳工艺条件下，重金属吸附率超过95％（100 mg/L）。

用扫描电子显微镜（SEM）和能量色散X射线（EDX）等方法对杏仁基活性炭(AsPhA)和吸附后的杏仁基活性炭分别进行表征和分析，结果显示杏仁基活性炭(AsPhA)的表面并不光滑，有无序排列的孔结构，大部分孔为不规则的狭缝形，孔径大小相对均一。而吸附了重金属离子的活性炭的孔道几乎被填满，说明大量的Pb2+,Cd2+and Ni2+都被吸附了。

图a :吸附前活性炭的SEM图和EDX光谱 

图b :吸附重金属离子后活性炭的SEM图和EDX光谱

（来源：Science of the total environment）

最后研究者采用三种吸附模型来描述吸附过程。结果表明，吸附重金属离子的过程都可以用准二级动力学模型来描述。在各个温度下，杏仁基活性炭吸附重金属离子的过程都是自发的放热过程。因而，杏仁基活性炭是一种吸附性能良好的低成本活性炭。“废弃的杏仁制备活性炭”完美体现了“废物利用、变废为宝”。

论文链接：

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969717324245

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