生物质活性炭制备及性能研究

近年来，电镀、冶金、制革和纺织印染等行业排出的重金属离子废水和化工行业与医疗行业排出的有机污染废水已成为生态环境的重要污染源，并直接或间接地对人类健康造成极大的危害。因此，选择治理重金属离子废水和有机污染废水的合理方法，对控制重金属污染、有机污染物污染，保证人类健康具有极大的意义。目前，含重金属离子废水和有机污染废水的处理多采用吸附法，由于该方法具有设备简单、适应范围广、处理效果好、吸附剂可再生使用等优点而被广泛采用。

吸附分离是自然界*基本的过程之一。从20世纪开始，人们就不断合成人工沸石、树脂等高效吸附材料，使它们在吸附分离领域得到广泛应用。2005年松花江流域硝基苯污染事件和2007年太湖蓝藻暴发事件，让人们充分认识到活性炭在去除水中有机污染物中的重要性，活性炭被认为是水环境应急事件中的“*”吸附材料。活性炭具有丰富的孔隙结构和巨大的比表面积、碳表面含有多种含氧官能团、催化活性和化学稳定性好、机械强度高、易于反复使用等一系列优异的特性，是一种备受世人关注的优质吸附剂。但由于以传统的煤和石油为原料制备的普通活性炭的成本居高不下，导致水处理成本高，且活性炭再生困难，所以不少学者把目光投向原料来源广泛、价格廉价的农业废弃生物质资源，用其制备生物质活性炭吸附剂，并用于处理重金属离子污染废水和有机污染物污染废水，从而达到“以废治废、变废为宝”的目的，实现社会效益、经济效益及环境效益的有机统一。

为保护人类共同的家园，世界各国材料科学工作者正向着“高吸附、多功能、可控化、高强度、低成本”方向努力，根据不同要求和应用，制备出可控的、具有特定孔结构和功能型表面官能团的新型碳质吸附材料及其复合功能型生物质活性炭材料，以支持人类实现绿色能源和零污染排放的理想愿望。活性炭除了广泛应用于治理重金属离子废水和有机物污染废水外，其在气相吸附、超级电容器、天然气储存和催化等领域的应用也初显端倪。

本书从生物质活性炭制备的原材料入手，进而对生物质活性炭制备的基本原理、性能研究、吸附理论及其在水处理中的应用进行介绍，具有循序渐进的特点。与同类书中传统活性炭的相关理论相比，更能体现农业废弃物资源化的理念。 

本书由太原理工大学李红艳副教授著。本书在写作过程中，太原理工大学的崔建国教授给予了全力帮助，程济慈、刘连鑫、李琪、温凯云、赵鹏和严铁尉、李培瑞等给予了协助，笔者在此一并表示衷心感谢。

由于生物质资源和活性炭跨学科、专业面广，限于笔者水平和著写时间，书中难免有不妥和疏漏之处，恳请广大读者和同仁批评指正。

著者

2019年6月于太原

本书共8章，系统介绍了活性炭的发展与吸附理论、制备与应用现状、结构与性能、再生与研究进展，制备生物质活性炭原材料的类型与主要组成、结构特征与性能测定、生物质资源化的应用现状与发展方向，生物质活性炭制备的基本原理、制备方法及评价方法，生物质活性炭的主要特征、性能、吸附理论、再生利用、检测及其在各领域中应用的范围、原理、工艺流程、技术参数等内容。

本书有较强的技术性和针对性，可供从事水处理及环境保护的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也可供高等学校市政工程、环境工程及相关专业师生参阅。