第一篇：重金屬吸附材料調(diào)研報(bào)告

目錄

1.調(diào)研背景....................................................................................................1

1.1背景.........................................................................................................................................................1 1.2項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容.......................................................................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。1.3項(xiàng)目提交內(nèi)容.......................................................................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。

2.吸附材料概述.............................................................................................3

2.1概述.........................................................................................................................................................3 2.1.1 吸附材料的種類.............................................................................................................................3 2.2麥糟.........................................................................................................................................................3 2.2.1麥糟的來(lái)源、特征及利用現(xiàn)狀......................................................................................................3 2.2.2木質(zhì)纖維素類吸附材料的改性方法..............................................................................................7 2.2.3木質(zhì)纖維素類材料吸附重金屬離子的機(jī)理................................................................................12

3.吸附材料概述............................................................................................33

3.1概述.......................................................................................................................................................33 3.1.1 吸附材料的種類...........................................................................................................................33

4.案例及市場(chǎng)分析........................................................................................34

4.1概述.......................................................................................................................................................34 4.1.1 吸附材料的種類...........................................................................................................................34

5.技術(shù)方及相關(guān)專利....................................................................................35

5.1技術(shù)方...................................................................................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。5.2相關(guān)專利...............................................................................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。

6.總結(jié).............................................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。

I

重金屬吸附材料

1.調(diào)研背景 1.1背景

現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展產(chǎn)生了大量含重金屬?gòu)U水，這些廢水因其不可降解且易通過(guò)食物鏈在生物體內(nèi)富集，對(duì)環(huán)境和人類生活構(gòu)成了很大的威脅。因此，如何治理重金屬?gòu)U水并回收有價(jià)金屬是當(dāng)今環(huán)境保護(hù)工作面臨的突出問(wèn)題。

目前，處理重金屬?gòu)U水的方法主要有沉淀法、離子樹(shù)脂交換法、電解法、活性炭吸附法、反滲透法、電滲析法等，這些方法在某種程度上取得了很好的效果，但也普遍存在著有二次污染、成本高、處理效果不夠理想，特別是當(dāng)水中的重金屬濃度較低（＜100mg·L-1）時(shí)，不僅去除率較低，而且運(yùn)行費(fèi)用較高。

生物吸附作為一種新興的重金屬去除技術(shù)，愈來(lái)愈受到人們的關(guān)注。生物吸附就是通過(guò)生物體及其衍生物對(duì)水中重金屬離子的吸附作用，達(dá)到去除重金屬的目的。能夠吸附重金屬及其它污染物的生物材料稱為生物吸附劑，主要包括細(xì)菌、真菌、藻類和農(nóng)林廢棄物，與傳統(tǒng)的吸附劑相比，它們具有以下主要特征：

（1）適應(yīng)性廣，能在不同pH值、溫度及加工過(guò)程下操作；

（2）選擇性高，能從溶液中吸附重金屬離子而不受堿金屬離子的干擾；

（3）金屬離子濃度影響小，在低濃度（＜10mg·L-1）和高濃度（＞100mg·L-1）下都有良好的金屬吸附能力；

（4）對(duì)有機(jī)物耐受性好，有機(jī)物污染（≤5000mg·L-1）不影響金屬離子的吸附；（5）再生能力強(qiáng)、步驟簡(jiǎn)單，再生后吸附能力無(wú)明顯降低。

在對(duì)廢水重金屬離子的處理中，活性炭是廣泛應(yīng)用的吸附處理劑。然而，由于活性炭耗量大，以及在處理一些無(wú)機(jī)離子時(shí)，需添加配位劑等因素，使其成本升高。因此，近10多年來(lái)尋求天然廉價(jià)、性能優(yōu)良的功能吸附材料，已成為世界各國(guó)在這一領(lǐng)域應(yīng)用研究的熱點(diǎn)。目前，應(yīng)用較多的天然吸附材料有：殼聚糖、天然沸石、粘土、低品位的煤，以及一些工業(yè)副產(chǎn)物如廢紙漿產(chǎn)生的木質(zhì)素、紅泥、飛塵、煤灰、金屬氧化物等，農(nóng)加工副產(chǎn)品如稻殼、椰子殼等。

在價(jià)格方面，殼聚糖價(jià)格較貴，僅稍低于活性炭。沸石是其中最廉價(jià)的天然吸附劑，其價(jià)格為殼聚糖的1/15。當(dāng)然由于殼聚糖優(yōu)良物理化學(xué)性質(zhì)與生理功能，隨其在多領(lǐng)域需求的增加，促使工業(yè)化規(guī)模的擴(kuò)大，其價(jià)格有望進(jìn)一步下降。若能用這些性能優(yōu)良、價(jià)格低廉的天然吸附劑，特別是利用工農(nóng)業(yè)廢棄物如造紙廠黑液提取的木質(zhì)素、工廠排放的污泥等，替代傳統(tǒng)的活性炭吸附劑，清除廢水中毒性大的重金屬離子，在維護(hù)人類生態(tài)環(huán)境的同時(shí)，又 充分利用了資源，變廢為寶，意義巨大。

近年來(lái)，環(huán)境工程界越來(lái)越重視廉價(jià)高效替代技術(shù)的研究及其實(shí)際工程應(yīng)用，其中包括低成本吸附劑。

吸附法是處理重金屬離子廢水中一種重要的物理化學(xué)方法，尤其適用于較低濃度的廢水。傳統(tǒng)的吸附劑活性炭是孔性炭素材料，具有大孔隙結(jié)構(gòu)和表面積，故而其優(yōu)點(diǎn)是吸附能力強(qiáng)和去除效率高，但高昂的價(jià)格在一定程度上限制了其應(yīng)用。因此尋求來(lái)源廣、價(jià)格低廉和吸附效率高的吸附劑材料成為治理重金屬?gòu)U水的關(guān)鍵。現(xiàn)今的研究重點(diǎn)主要集中在廉價(jià)、高效、易處理吸附劑的開(kāi)發(fā)應(yīng)用上。

應(yīng)用較多的天然吸附材料有：殼聚糖、天然沸石、粘土、低品位的煤，以及一些工業(yè)副產(chǎn)物如廢紙漿產(chǎn)生的木質(zhì)素、紅泥、煤灰、金屬氧化物等，農(nóng)加工副產(chǎn)品如稻殼、椰子殼等。

以較低濃度的重金屬?gòu)U水為目標(biāo)，進(jìn)行重金屬吸附材料技術(shù)調(diào)研，了解和掌握目前國(guó)內(nèi)外有應(yīng)用前景的重金屬廉價(jià)吸附材料的種類、現(xiàn)有技術(shù)成果、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用情況，儲(chǔ)備技術(shù)合作方，跟蹤現(xiàn)有項(xiàng)目情況，可以為公司的戰(zhàn)略發(fā)展提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

2.吸附材料概述

2.1概述

2.1.1 吸附材料的種類

應(yīng)用較多的天然吸附材料有：殼聚糖、天然沸石、粘土、低品位的煤，以及一些工業(yè)副產(chǎn)物如廢紙漿產(chǎn)生的木質(zhì)素、紅泥、煤灰、金屬氧化物等，農(nóng)加工副產(chǎn)品如稻殼、椰子殼等。

2.2麥糟

2.2.1麥糟的來(lái)源、特征及利用現(xiàn)狀

2.2.1.1麥糟的來(lái)源及特征

麥糟又稱啤酒糟，是啤酒生產(chǎn)中的主要副產(chǎn)物(占副產(chǎn)物的80%以上)。麥糟產(chǎn)生在制備麥汁的同時(shí)，其主要成分是未糖化的麥芽、大米中的不溶性高分子物質(zhì)和麥皮中的纖維素等。此外還含有啤酒生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)酵用的酵母菌殘?bào)w，成分非常復(fù)雜。RusS等研究發(fā)現(xiàn)麥糟中纖維素的含量為23-25%，半纖維素的含量為30-35%，木質(zhì)素的含量為7-8%，蛋白質(zhì)的含量為19-23%，另外還含有少量灰分及鈣、磷等礦物元素。因其含有大量的功能基團(tuán)，如羥基、羧基、仲酞胺基等易與金屬離子配合可用于去除重金屬。

因纖維素、半纖維素、木質(zhì)素和蛋白質(zhì)是麥糟的主要組分，也就是本課題的主要研究對(duì)象，所以對(duì)以上四種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征作進(jìn)一步分析。

1)纖維素

纖維素(cellulose)是天然高分子化合物，它作為高等植物細(xì)胞壁的主要組成物，至少包含了世界上植物材質(zhì)總量的三分之一。這些植物材質(zhì)中纖維素的含量隨植物材質(zhì)的不同而各異。纖維素實(shí)際上是-種高分子量的無(wú)水葡萄糖類化合物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)是由若干β-D-毗喃式葡萄糖基彼此以(1-4)-β-苷鍵連接而成的線形天然高分子化合物。化學(xué)式為(C6H10O5)n(n為聚合度)。其分子鏈結(jié)構(gòu)式如圖(1-1)所示： 由于纖維素鏈中每個(gè)葡萄糖基環(huán)上含有三個(gè)活潑的羥基(一個(gè)伯醇羥基和兩個(gè)仲醇羥基)，能夠發(fā)生一系列與羥基有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)，包括纖維素水解、酉旨化、醚化、接枝共聚和交聯(lián)等化學(xué)反應(yīng)。纖維素葡萄糖基環(huán)中的羥基既可以發(fā)生一系列與羥基有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)，又可締合成分子內(nèi)和分子間氫鍵(圖1-2)，使反應(yīng)試劑難以發(fā)生作用。因此，采用適當(dāng)?shù)幕罨瘎┗罨w維素，可以使氫鍵斷裂，從而增加其活性表面積，改善微孔結(jié)構(gòu)，促進(jìn)反應(yīng)試劑的滲透、擴(kuò)散和潤(rùn)脹。

2)半纖維素

半纖維素(hemieenulose)是指高等植物的細(xì)胞壁中非纖維素也非果膠類物質(zhì)的多糖。半纖維素不是均-聚糖，而是-組復(fù)合聚糖的總稱。在不同的植物原料中，半纖維素的聚糖種類也不盡相同。組成半纖維素的主要糖基有：D-木糖基、D-甘露糖基、D-葡萄糖基、D-半乳糖基、L-阿拉伯糖基、4-O-甲基-D-葡萄搪醛酸基、D-半乳糖醛酸基和D-葡萄糖醛酸基等，部分糖基的結(jié)構(gòu)單元如圖1-3所示。

這些結(jié)構(gòu)單元在構(gòu)成半纖維素時(shí)，一般不是由一種結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成一種均一的聚糖，而是由兩種或兩種以上結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成不均一的聚糖。其分布模式有兩種：①圍繞纖維軸成同心薄 層狀態(tài)集聚，常與非結(jié)晶態(tài)纖維素交織在-起。②分散分布。半纖維素-般為非結(jié)晶狀態(tài)，存在于纖維素微纖絲之間。半纖維素的化學(xué)性質(zhì)與纖維素有些相同。半纖維素與纖維素共屬于多聚糖，都是苷鍵連接，均含游離羥基，可以發(fā)生醋化(乙酞化)或醚化等反應(yīng)。

3)木質(zhì)素

木質(zhì)素(Lignin)作為植物體內(nèi)普遍存在的一類高聚物，是支撐植物生長(zhǎng)的主要物質(zhì)，與纖維素和半纖維素一起構(gòu)成超分子體系，以增強(qiáng)植物的機(jī)械強(qiáng)度。在自然界中，木質(zhì)素是僅次于纖維素的第二大可再生資源。木質(zhì)素基本上是以苯基丙烷為結(jié)構(gòu)單元，以醚鍵或C-C鍵彼此聯(lián)接而成的網(wǎng)狀高聚物。其主要結(jié)構(gòu)單元是對(duì)羥基苯丙烷、愈創(chuàng)木基丙烷和紫丁香基丙烷(如圖1-4所示)。木質(zhì)素結(jié)構(gòu)單元上的主要功能基團(tuán)是苯環(huán)上的甲氧基和反應(yīng)性能活潑的經(jīng)基，木質(zhì)素結(jié)構(gòu)中的羥基主要是酚羥基和醇羥基，這些羥基可以以游離羥基的形式存在，也可以以醚的形式和其它烷基、芳基連接。羥基的存在使木質(zhì)素有很強(qiáng)的分子內(nèi)和分子間氫鍵。甲氧基一般是連接在苯環(huán)上，它是木質(zhì)素最有特征的功能基。這些功能集團(tuán)的存在使木質(zhì)素有很強(qiáng)的反應(yīng)活性。另外，各結(jié)構(gòu)單元間不同性質(zhì)的連接鍵和單元上不同性質(zhì)功能基的存在，既使木質(zhì)素具有一定的化學(xué)活性又使木質(zhì)素大分子中各部位的化學(xué)反應(yīng)性能呈現(xiàn)出不均一性。

4)蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)是生物體內(nèi)主要的生物分子，存在于所有的生物體中，從高等動(dòng)植物到低等微生物，從人類到最簡(jiǎn)單的病毒，都含有蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)主要是由常見(jiàn)的20種L-a-氨基酸通過(guò)a-碳原子上的取代基間形成酸胺鍵連成的，是由具有特定空間結(jié)構(gòu)和生物功能的膚鏈構(gòu)成的生物大分子。組成蛋白質(zhì)的元素主要由碳(50%-55%)、氫(6%-7%)、氧(19%-30%)、氮(12%-19%)、硫(0%-4%)。有些蛋白質(zhì)還含有少量磷或金屬元素鐵、銅、鋅、錳、鉆和鋁等，個(gè)別蛋白質(zhì)還含有碘。組成蛋白質(zhì)的主要成分氨基酸含有堿性官能團(tuán)氨基和酸性官能團(tuán)羧基，這些基團(tuán)中的氮、氧原子能夠提供孤對(duì)電子與重金屬離子形成配合物，因此，蛋白質(zhì)本身即具有作為重金屬離子吸附劑的潛力。

因麥糟主要含有以上四種物質(zhì)，可以推斷出麥糟具有纖維素、半纖維素、木質(zhì)素和蛋白質(zhì)等天然高分子的基本性質(zhì)。蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)是氨基酸，富含羧基（-COOH)和氨基(-NH2)，這些功能基團(tuán)與重金屬離子有很好的親和力；纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的共同結(jié)構(gòu)特征是多羥基性，表現(xiàn)出多元醇的性質(zhì)，可以發(fā)生一系列與羥基有關(guān)的反應(yīng)。因此，麥糟除了本身含有具有吸附性能的羥基、羧基和氨基以外，還可以發(fā)生水解、氧化、酉旨化、醚化等-系列化學(xué)反應(yīng)，引入有利于與重金屬離子配合的功能基團(tuán)，從而大大提高其吸附能力。2.2.1.2麥糟的利用現(xiàn)狀

隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，麥糟的綜合應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大。麥糟在國(guó)內(nèi)外主要有以下幾種利用途徑：

1)動(dòng)物飼料領(lǐng)域的應(yīng)用

由于其蛋白、纖維含量高，麥糟在國(guó)內(nèi)外的主要用途還是用作動(dòng)物飼料。麥糟在飼料行業(yè)的利用途徑主要有生產(chǎn)干飼料、生產(chǎn)飼料酵母、生產(chǎn)多維高蛋白菌體飼料、生產(chǎn)麥芽蛋白等。目前，麥糟不僅用于喂養(yǎng)牲畜，還可以用于喂養(yǎng)家禽，豬和魚(yú)類。

2)食品加工領(lǐng)域的應(yīng)用

麥糟在食品行業(yè)的利用主要是膳食纖維食品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)食醋。麥糟中含有豐富的蛋白質(zhì)和纖維，在食品中添加一定量的麥糟可以生產(chǎn)出纖維餅干、纖維面包等健康食品。另外，利用鮮麥糟配以一定比例的玉米粉，通過(guò)雙菌種制曲和固體發(fā)酵法生產(chǎn)食醋，該種方法一方面使用鮮麥糟代替了部分填充料—稻殼，另一方面使麥糟中的蛋白質(zhì)分解，增加食醋中的氨基氮，提高了食醋的質(zhì)量并降低了糧耗。

3)能源領(lǐng)域的應(yīng)用

麥糟直接用于燃燒，產(chǎn)生的熱能可以用來(lái)發(fā)電或生產(chǎn)蒸氣等能源。用于燃燒的麥糟濕度必須小于55%，燃燒的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的有毒廢氣如SO2和NOx，引發(fā)一系列環(huán)境問(wèn)題。另外，麥糟可以通過(guò)先水解然后厭氧發(fā)酵分兩步產(chǎn)生沼氣，其中水解步驟是決定麥糟是否能夠完全降解的關(guān)鍵步驟。

4)其它領(lǐng)域的應(yīng)用 a.木炭生產(chǎn)

Okamoto等研究了用麥糟生產(chǎn)木炭的方法，麥糟先干燥然后加壓在低氧的氛圍下碳化。由麥糟制成的木炭含81%的固定碳和12%的灰分(包括47%P，22%Ca，14%Mg，13%Si，其他)。熱重分析表明，用麥糟制備的木炭的燃燒性能不如用鋸屑制備的木炭，因?yàn)槠淙键c(diǎn)較高和燃燒周期較長(zhǎng)。

b.造紙和制磚的原料

麥糟富含纖維素可作為造紙和制磚的原料。使用麥糟能夠生產(chǎn)一系列高品質(zhì)的產(chǎn)品如：紙巾、名片和紙杯等；使用麥糟制磚增加了磚的孔隙率并改善了磚的干燥性能而不影響其顏色或質(zhì)量。

c.吸附劑

吸附過(guò)程必須是快速，有效的，且應(yīng)該使用廉價(jià)的吸附劑才能凸顯出其優(yōu)越性。因?yàn)辂溤銉r(jià)格低廉，容易獲得，已經(jīng)有少數(shù)研究者使用其作為吸附劑。早在1992年，Chiang等人就 使用熱解的麥糟作為吸附劑去除廢氣中的揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)，其吸附能力與使用椰子殼制備的木炭相當(dāng)。近年來(lái)，Low等研究者研究了使用麥糟吸附廢水中的隔和鉛，其飽和吸附量分別為：17.3和35.5mgg-1。用Na0H處理的麥糟對(duì)福的飽和吸附量為18.94mgg-1，說(shuō)明堿處理能夠提高其吸附能力。Silva等進(jìn)行了利用麥糟去除廢水中染料(Acid orange 7 dye)的研究，該種染料普遍用于造紙和紡織工業(yè)，隨著工業(yè)廢水的排放而嚴(yán)重污染環(huán)境，研究表明麥糟對(duì)AO7的飽和吸附量為30.5mgg-1。因此，麥糟具有作為吸附劑的潛力。

在我國(guó)麥糟產(chǎn)量巨大，2002年以來(lái)，我國(guó)已成為世界上啤酒產(chǎn)量最大的國(guó)家。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)濃度啤酒計(jì)算，每噸啤酒會(huì)產(chǎn)生含水分85%的廢麥糟220kg。據(jù)中國(guó)國(guó)際啤酒網(wǎng)最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，2009年我國(guó)啤酒產(chǎn)量達(dá)4236.38萬(wàn)噸，年產(chǎn)廢麥糟量約932萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)今后啤酒產(chǎn)量還將大幅度增長(zhǎng)，廢麥糟的產(chǎn)量也將隨之增加。然而這些麥糟在我國(guó)一直沒(méi)有得到很好利用，我國(guó)大部分啤酒廠一般直接將濕麥糟低價(jià)出售給農(nóng)戶用作飼料，少數(shù)廠家將濕麥糟干燥后作為飼料銷售，收益甚微。甚至有些廠家以廢棄物的形式直接排放濕麥糟，這既浪費(fèi)了寶貴資源又污染了環(huán)境，因此，積極開(kāi)展麥糟的綜合利用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。而麥糟作為吸附劑具有一定潛力，采用合適的方法改性麥糟能夠大大提高其吸附能力，所以利用改性麥糟來(lái)吸附廢水中的重金屬離子具有廣闊的發(fā)展前景。

研究麥糟的改性，需要從麥糟的主要成分入手，探討木質(zhì)纖維素類物質(zhì)的改性方法。2.2.2木質(zhì)纖維素類吸附材料的改性方法

木質(zhì)纖維素類物質(zhì)富含羥基的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得其可以發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，制取不同用途的功能高分子材料。木質(zhì)纖維素類吸附材料是目前功能化高分子材料的重要發(fā)展方向之一。這類吸附劑既具有活性炭的吸附能力，又比吸附樹(shù)脂更易再生，而且穩(wěn)定性高，吸附選擇性特殊，吸附劑價(jià)格遠(yuǎn)低于吸附樹(shù)脂，因此充分利用地球上最豐富的再生性資源，進(jìn)一步研制和開(kāi)發(fā)新型的木質(zhì)纖維素類吸附劑并擴(kuò)大其應(yīng)用范圍將是吸附劑開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)之一。具體木質(zhì)纖維素類吸附材料的制備方法如下： 2.2.2.1物理改性方法

表面物理修飾一般是指不利用表面修飾劑而對(duì)木質(zhì)纖維素類物質(zhì)實(shí)施表面修飾的方法，如電磁波、中子流、粒子、β粒子等的輻照處理，以及超聲處理、熱處理、低溫等離子體處理等是常用的木質(zhì)纖維素類物質(zhì)表面物理修飾法。物理改性方法僅能改變木質(zhì)纖維素類物質(zhì)的某些物理特性，主要是通過(guò)改性改善表面結(jié)構(gòu)，生成比表面積大、孔結(jié)構(gòu)規(guī)則的吸附劑，以提高其吸附性能。

例如，宋肄業(yè)等人用熱處理方法改性玉米芯：在800-1000℃下，用惰性氣體作為保護(hù)氣對(duì)玉米芯進(jìn)行熱解處理(炭化過(guò)程)，以制得活性炭前驅(qū)體；然后升溫至選定溫度，將氮?dú)廪D(zhuǎn)換為活化氣體(如二氧化碳、蒸汽)開(kāi)始活化；活化完畢后將活化氣體再轉(zhuǎn)換為惰性氣體，將試樣冷卻至室溫，用水洗滌，在27-127℃下干燥。另外，低溫等離子體作為-種新的結(jié)構(gòu)表面修飾手段，能夠快速高效無(wú)污染地改變各種高分子材料的表面性能，由于等離子體中高能粒子對(duì) 纖維表面碰撞所引起的“刻蝕，作用使得纖維表面粗糙度增大，新生表面積擴(kuò)大使-些極性基團(tuán)(如羧基)更多地暴露。王宇的博士論文中描述了利用低溫氨等離子體對(duì)含2-甲基-5乙烯基吡啶和各種伯、仲氨基的陰離子交換樹(shù)脂及纖維進(jìn)行表面處理后，這些高分子功能材料對(duì)水、SiO2、SiF2和HCI吸附容量明顯增加；此外，弱堿性離子交換纖維經(jīng)高溫水蒸氣處理后，表面溝槽豐富，單絲直徑明顯增加，提高了其吸附動(dòng)力學(xué)性能。2.2.2.2化學(xué)改性方法

木質(zhì)纖維素類物質(zhì)表面與處理劑之間進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，改變其表面化學(xué)結(jié)構(gòu)和狀態(tài)，達(dá)到表面改性的目的稱為表面化學(xué)修飾。目前，對(duì)于木質(zhì)纖維素類物質(zhì)改性研究方面提到較多的還是化學(xué)改性。化學(xué)改性方法除了可以改善吸附劑的表面結(jié)構(gòu)外，還可以增加活性官能團(tuán)的數(shù)量。在吸附重金屬離子的過(guò)程中，既存在物理吸附，又有化學(xué)吸附，因此化學(xué)改性方法比物理改性方法具有更大的優(yōu)越性。常見(jiàn)的化學(xué)改性方法包括最簡(jiǎn)單的酸、堿、鹽浸泡改性法、直接功能化法、接枝共聚功能化法。

1)簡(jiǎn)單的酸、堿、鹽浸泡改性 a.酸浸泡改性

酸浸泡改性應(yīng)用較為廣泛。常用的有機(jī)酸有檸檬酸、乙酸，無(wú)機(jī)酸有磷酸、硫酸、硝酸等。章明奎等用磷酸和檸檬酸對(duì)玉米芯和水稻谷殼進(jìn)行活化處理后對(duì)重金屬離子進(jìn)行吸附，結(jié)果表明：酸改性處理后水稻谷殼的去除能力顯著增強(qiáng)，經(jīng)酸改性處理后的生物質(zhì)對(duì)銅、鉛、鋅、福的飽和吸附量可達(dá)未處理的1.65-6.54倍。Nasiruddin khan和Farooq，Wahab用濃度為15M的硫酸將玉米芯在150℃下浸泡24h，室溫下對(duì)Cu2+進(jìn)行吸附，結(jié)果表明：改性后玉米芯對(duì)銅離子的飽和吸附量達(dá)31.45mgg-1。Leyva-Ramos等將玉米芯粉碎成直徑約0.551mm的顆粒，分別用1.0M檸檬酸和硝酸浸泡，常溫下對(duì)Cd2+進(jìn)行吸附，結(jié)果表明：用檸檬酸活化的效果明顯優(yōu)于硝酸活化的效果，吸附量分別增加10.8倍和3.8倍。通過(guò)吸附和解吸循環(huán)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)玉米芯對(duì)Cd2+的吸附具有可逆性，吸附達(dá)到平衡后，將玉米芯在pH值為2的溶液中浸泡，Cd2+能夠完全解吸出來(lái)，解吸后的玉米芯可以重新用于吸附過(guò)程。

b.堿浸泡改性

常用于堿浸泡改性的試劑主要有NaOH、Na2CO3和Ca(OH)2。Tarley等發(fā)現(xiàn)用NaOH改性的水稻殼對(duì)Cd(Ⅱ)的吸附量為7mgg-1，較改性前的吸附量(4mg·g-1)有明顯提高。Kumar和Bandyopadhyay報(bào)導(dǎo)了用Na2CO3處理后的水稻殼對(duì)Cd(Ⅱ)的吸附量為16.18mgg-1。陳云嫩用Ca(OH)2改性麥糟，發(fā)現(xiàn)其對(duì)砷和鎘有較好的吸附能力，對(duì)As(Ⅲ)、As(Ⅴ)及Cd(Ⅱ)吸附的最大吸附量分別為2.125 mg·g-

1、3.059 mg·g-

1、2.166 mg·g-1。章明奎和方利平選用NaOH對(duì)玉米芯和水稻谷殼進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)改性處理的生物材料對(duì)重金屬離子的吸附能力均有一定程度的提高，對(duì)幾種重金屬離子的吸附能力表現(xiàn)為：Pb2+>Cd2+>Cu2+>Zn2+。

c.鹽浸泡改性

Batzias和Sidiras分別用20%(w/v)的CaCl2，ZnCl2，MgCl2和NaCI溶液處理山毛樣樹(shù)鋸屑，考察處理后鋸屑對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附性能，以Langmuir常數(shù)(KL)來(lái)衡量，有如下結(jié)果：CaCl2處 理后，KL提高至188%；ZnCl2處理后，KL提高至96%；MgCl2處理后，KL提高至82%；NaCI處理后，KL提高至300%。Chubar等也報(bào)導(dǎo)了用CaCl2改性的軟木粉對(duì)Cu(Ⅱ)的吸附量達(dá)15.6mg·g-1。另外，Mohanty用ZnCl2改性Terminalia arjuna nuts對(duì)Cr(Ⅵ)的飽和吸附量為28.43 mg·g-1。

2)直接功能化法

這種制備方法是利用有機(jī)高分子物質(zhì)本身存在的易反應(yīng)基團(tuán)直接或經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單預(yù)處理后與含各種功能基團(tuán)的小分子進(jìn)行反應(yīng)，從而制備高效吸附劑的方法。木質(zhì)纖維素類物質(zhì)富含可功能化的羥基，它們經(jīng)過(guò)酸化、酯化、醚化、磺化、磷化、羥基化、胺化可引一系列功能基團(tuán)。典型的直接功能化法己有廣泛應(yīng)用，如下所述：

a.酯化改性

醇與酸作用生成酯和水，有機(jī)化學(xué)上稱之為酯化(esterification)反應(yīng)。木質(zhì)纖維素類物質(zhì)含有大量的游離羥基，如纖維素大分子的每個(gè)葡萄糖基中含有三個(gè)醇羥基，表現(xiàn)出多元醇的性質(zhì)。這些羥基均為極性基團(tuán)，在強(qiáng)酸液中，它們可被親核基團(tuán)或親核化合物所取代，即發(fā)生親核取代反應(yīng)，生成相應(yīng)的酯。采用酯化改性制備木質(zhì)纖維素類吸附材料所選用的有機(jī)酸通常是檸檬酸，因?yàn)槠淞畠r(jià)、無(wú)毒并且含有多個(gè)羧基。Marshall等研究者在1999年報(bào)道了檸檬酸酯化改性大豆殼用于吸附金屬離子的研究，具體改性方法如下：檸檬酸于50℃加熱一夜，脫水形成反應(yīng)活性較高的檸檬酸酯，進(jìn)而活性酸酐同大豆殼(經(jīng)過(guò)NaOH溶脹預(yù)處理)中的纖維素類羥基在120℃反應(yīng)90min形成酯鍵并引入羧基官能團(tuán)至木質(zhì)纖維素類材料的表面，反應(yīng)原理如圖1-5所示，酯化改性大豆殼對(duì)Cu(Ⅱ)的吸附量為1.7mmol·g-1。

此后，有許多學(xué)者使用以上同樣的方法改性木質(zhì)纖維素類物質(zhì)制成高效的重金屬離子吸附劑。例如，Low等通過(guò)加熱的方法使檸檬酸轉(zhuǎn)化為檸檬酸酐進(jìn)而和木質(zhì)紙漿中的纖維素類羥基基團(tuán)反應(yīng)形成酯鍵。酯化反應(yīng)過(guò)程增加了木質(zhì)纖維素表面羧基的含量使得其吸附二價(jià)金屬離子的能力得到大幅提高。使用酯化改性木質(zhì)紙漿吸附Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附量分別為24 mg·g-1和83 mg·g-1。Han等使用以上傳統(tǒng)方法改性小麥秸稈，發(fā)現(xiàn)改性后產(chǎn)物對(duì)Cu(Ⅱ)的飽和吸附量為39.17 mg·g-1；Lu等用同樣的方法改性草皮(lawng grass)，發(fā)現(xiàn)用1mol·L-1的檸檬酸改性的產(chǎn)物對(duì)Pb(Ⅱ)的吸附量為1.55mmol·g-1；Zhu等研究了大豆殼的酯化改性，發(fā)現(xiàn)酯化改性堿處理后的大豆殼對(duì)Cu(Ⅱ)的吸附量為0.77 mmol·g-1，未經(jīng)堿處理的酯化改性大豆殼對(duì)Cu(Ⅱ)的吸附量為0.76 mmol·g-1。

b.氧化改性

木質(zhì)纖維素類物質(zhì)含有的游離羥基易被空氣、氧化劑等所氧化，在分子鏈上引入醛基、酮基使功能基團(tuán)改變。常用的氧化劑有高碘酸鹽、次氯酸鹽、二氧化氯和過(guò)氧化氫等。Maekawa和Koshijima使用高碘酸鹽氧化法制備了二醛基纖維素，二醛基纖維素被次氯酸鈉進(jìn)一步氧化。非水溶性的2，3—二羧基纖維素用于吸附重金屬離子，其對(duì)Ni(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附量分別為：184mg·g-1，和236mg·g-1。后來(lái)，Maekawa和Koshijima又使用二醛基纖維素合成了纖維素-氧肟酸衍生物(eellulose-hydroxamic acid derivatives)并研究了其吸附Cu(Ⅱ)的性能，結(jié)果表明該物質(zhì)對(duì)Cu(Ⅱ)有很強(qiáng)的吸附能力，吸附量達(dá)246 mg·g-1。

c.鹵化改性

Tashiro和Shimura利用纖維粉和亞硫酰氯在溶劑DMF(dimethylformamide)中反應(yīng)合成了氯化脫氧纖維(ehlorodeoxy cellulose)。氯化脫氧纖維能夠被乙二胺、硫脲、氨基硫脲、硫代乙酰胺、羥胺和肼功能化。但是纖維素和亞硫酰氯的反應(yīng)活性很低，因此合成氯化脫氧纖維是很困難的。而纖維素和溴之間的反應(yīng)活性比和氯的反應(yīng)活性要高，1999年，Aokil等用6-溴-6-脫氧纖維素合成6-脫氧-6-巰基纖維素和其硫取代衍生物。然后將羧基、氨基、巰基等官能團(tuán)引入纖維類物質(zhì)制備成吸附劑，它們吸附重金屬離子的性能如下：木質(zhì)纖維素類物質(zhì)與2-巰基丁二酸反應(yīng)生成的含有羧基的衍生物對(duì)Cu(II)，Ni(II)和Pb(II)的吸附量分別為：36 mg·g-1，9 mg·g-1，和104 mg·g-1；木質(zhì)纖維素類物質(zhì)與半胱氨酸反應(yīng)生成的含氨基和羧基的衍生物對(duì)Cu(Ⅱ)，Ni(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附量分別為：22 mg·g-1，8mg·g-1和28 mg·g-1。

d.醚化改性

木質(zhì)纖維素類物質(zhì)的醇羥基能夠與烷基鹵化物在堿性條件下起醚化(etherifieation)反應(yīng)，生成相應(yīng)的醚類化合物。Navarro等改性多孔纖維素載體是通過(guò)堿纖維素和有機(jī)鹵化物反應(yīng)生成醚的方法。使用該方法，纖維素載體首先和甲醇鈉反應(yīng)生成堿纖維素，堿纖維素隨后與有機(jī)鹵化物、表氯醇反應(yīng)生成環(huán)氧基團(tuán)有利于與聚乙烯亞胺螯合。制備的吸附劑命名為Cell-PEI，其對(duì)Co(Ⅱ)，Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附量分別為：2.5 mg·g-1，38 mg·g-1和12 mg·g-1。

e.巰基化改性

西未雄巰基化改性方法創(chuàng)始于1971年，并一直沿用至今，沒(méi)有顯著改善。傳統(tǒng)的巰基化方法多用于纖維素類物質(zhì)的改性，其具體方法為：將一定量巰基乙酸，乙酸酐，乙酸及少量催化劑濃硫酸混合加入至待改性的纖維素類材料中，置于38℃的水浴鍋中反應(yīng)，每隔24小時(shí)翻動(dòng)一次，100小時(shí)后取出，用蒸餾水洗至中性，抽濾，烘干。Lee和Mowrer以及Celo等人均沿用了此方法制備巰基棉。Yu等人同樣是使用以上的傳統(tǒng)方法制備巰基棉(TCF)并研究了其吸附各重金屬離子的能力，結(jié)果表明巰基棉對(duì)Cu2+，Pb2+，Zn2+和Cd2+的吸附量分別為7-9 mg·g-1，24-30 mg·g-1，8-10 mg·g-1和14-18 mg·g-1。

3)接枝共聚功能化法

接枝共聚功能化法是以天然或合成有機(jī)纖維為基體(內(nèi)架)，通過(guò)化學(xué)或物理方法引發(fā)大分子自由基，使含有離子交換基團(tuán)的烯類單體接枝共聚，或使含有反應(yīng)性基團(tuán)的烯類單體接枝共聚，然后進(jìn)一步功能化的方法。引發(fā)大分子自由基的方法主要包括物理引發(fā)和化學(xué)引發(fā)。物理引發(fā)一般采用高能射線(如60Coγ射線)或高能電子束等輻射引發(fā)，也可使用光或機(jī)械引發(fā)。化學(xué)引發(fā)通常采用氧化還原引發(fā)體系，例如H2O2-Fe2+和高價(jià)鹽(包括枷KMnO4、Ce4+、V5+、Cr6+等)。Abdel-Aal等使用γ-射線引發(fā)丙烯酸在木質(zhì)紙漿表面的接枝共聚，并研究了接枝共聚物對(duì)Fe(Ⅲ)，Cr(Ⅲ)，Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附性能，結(jié)果表明：接枝共聚后的木質(zhì)紙漿對(duì)以上各重金屬離子的吸附量分別為7 mg·g-1，7 mg·g-1，4 mg·g-1和6 mg·g-1；zhao等利用微波照射(電磁輻射)引發(fā)丙烯酸和丙烯酰胺在纖維素表面的接枝共聚，其對(duì)Cu(Ⅱ)的吸附量為49.6 mg·g-1；Kubota和Suzuki使用光引發(fā)的方法首先將丙烯腈接枝至纖維素表面，然后與三乙烯四胺(triethylene-tetraamine)反應(yīng)引入三乙烯四胺基團(tuán)，含有三乙烯四胺基團(tuán)的纖維素類吸附劑對(duì)Cu(Ⅱ)的吸附量為30 mg·g-1； Lin等使用硝酸硝酸鈰銨作為引發(fā)劑接枝丙烯腈至再生纖維素小球表面，接著進(jìn)行皂化反應(yīng)，將主要含有氰基基團(tuán)(cyano groups)的丙烯腈轉(zhuǎn)化為同時(shí)含有氨基化合物（-CONH2)和羧酸鹽基團(tuán)(--COONa)的物質(zhì)。氨化改性的再生纖維素小球?qū)r(Ⅲ)的吸附量為73.5，而羧酸鹽功能化的化合物對(duì)Cu(Ⅱ)的吸附量為70.5 mg·g-1。2.2.2.3麥糟的改性方法

綜合考慮以上各種木質(zhì)纖維素類物質(zhì)改性方法，我們首先考慮用最簡(jiǎn)單的酸堿鹽浸泡的方法改性麥糟，之后結(jié)合Materials Studio 4.0軟件Dmol3模塊的密度泛函理論計(jì)算結(jié)果，我們更傾向于選擇檸檬酸酯化和巰基乙酸巰基化的直接功能化方法改性麥糟。而前面所述傳統(tǒng)的木質(zhì)纖維素類醋化方法需要兩步反應(yīng)存在反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)；傳統(tǒng)的巰基棉制備方法同樣存在反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，催化劑毒性高、易腐蝕設(shè)備和碳化麥糟的缺點(diǎn)，而且如何確保巰基不被氧化也是制備過(guò)程中的一大難題。

鑒于傳統(tǒng)制備方法存在很多缺點(diǎn)，我們擬開(kāi)辟新的途徑以簡(jiǎn)便、高效、快速地制備酯化麥糟和巰基化麥糟。主要從以下幾方面入手：

1)活化劑和反應(yīng)介質(zhì)的選擇

觀察木質(zhì)纖維素類物質(zhì)的共同結(jié)構(gòu)特征，我們不難發(fā)現(xiàn)纖維素、半纖維素和木質(zhì)素之間通過(guò)包裹與被包裹形成了緊密的結(jié)構(gòu)，并且還有大量的分子內(nèi)和分子間氫鍵存在于這三者之間，使得木質(zhì)纖維素類物質(zhì)的反應(yīng)活性不高。因此選擇一種合適的活化劑就顯得尤為重要。通常，選用NaOH溶液作為木質(zhì)纖維素類物質(zhì)的溶脹劑，但是NaOH溶液不能作為反應(yīng)介質(zhì)。因此，我們考慮選擇一種既可以做活化劑又可以作為反應(yīng)介質(zhì)的試劑。DMF剛好符合這個(gè)特點(diǎn)，特別是對(duì)于檸檬酸酯化的過(guò)程，DMF不僅可以做活化劑和反應(yīng)介質(zhì)，還可以作為檸檬酸的溶劑。DMF的使用使得麥糟的前處理過(guò)程和有機(jī)反應(yīng)過(guò)程同時(shí)發(fā)生，大大節(jié)省了改性時(shí)間，提高了改性效率。

2)催化劑的選擇

傳統(tǒng)的酯化改性的方法沒(méi)有使用催化劑，采用兩步法，先脫水生成活性酸酐再發(fā)生酯化反應(yīng)，使得改性周期較長(zhǎng)。而傳統(tǒng)的巰基化改性方法選用濃硫酸作催化劑，腐蝕設(shè)備的同時(shí)引起麥糟的碳化。因此，我們把目光投向一些新的鹽類催化劑，如次亞磷酸鈉和硫酸氫鈉。它們的催化原理同濃硫酸一樣是質(zhì)子催化，能大大降低反應(yīng)的活化能，提高反應(yīng)速率。但是它們溫和的多，容易控制，不會(huì)腐蝕設(shè)備和引起麥糟的碳化。

3)反應(yīng)溫度的選擇 反應(yīng)溫度是改性麥糟過(guò)程中需要控制的重要參數(shù)，因?yàn)榉磻?yīng)溫度越高，反應(yīng)速率越快，反應(yīng)所需的時(shí)間越短；然而過(guò)高的反應(yīng)溫度會(huì)使麥糟碳化同時(shí)造成有機(jī)試劑的揮發(fā)。因此，酯化改性過(guò)程中，考察反應(yīng)溫度的范圍在80-150℃；巰基化改性過(guò)程中，考察反應(yīng)溫度的范圍在80-140℃。

4)其他因素的制約

針對(duì)巰基化麥糟的改性，我們必須解決的一大難題是反應(yīng)過(guò)程中巰基不穩(wěn)定、容易被氧化的問(wèn)題。有以下三種途徑可以解決該難題：a.反應(yīng)全程通氮?dú)獗Ｗo(hù)；b.先將巰基保護(hù)起來(lái)，反應(yīng)終了再將其還原出來(lái)；c.不用氮?dú)獗Ｗo(hù)，也不用保護(hù)基，而是反應(yīng)終了將被氧化成二硫化物的巰基一步還原成游離的巰基。本研究中，選用的是第三種途徑，既節(jié)約了成本，又使改性過(guò)程簡(jiǎn)單化。

2.2.3木質(zhì)纖維素類材料吸附重金屬離子的機(jī)理

在吸附領(lǐng)域的研究中，吸附機(jī)理的研究有助于從眾多材料中選擇最良好的吸附材料并且對(duì)于進(jìn)一步了解吸過(guò)程也是很重要的。Keskinkan等認(rèn)為，固體吸附劑吸附重金屬離子的過(guò)程分為3個(gè)階段：溶液中離子向吸附劑表面的傳輸(液膜擴(kuò)散)、離子在吸附劑內(nèi)部的擴(kuò)散(顆粒內(nèi)擴(kuò)散)和離子與吸附劑之間的反應(yīng)。在吸附的初始階段，由于初始重金屬離子濃度較高，同時(shí)吸附劑表面的吸附空位較多，所以離子很容易被吸附至吸附劑的表面，從而表現(xiàn)出較大的初始吸附速率。隨后的吸附過(guò)程中，吸附速率主要是由重金屬離子在吸附劑內(nèi)部擴(kuò)散的速率決定，所以吸附速率較慢。

在吸附研究中，吸附動(dòng)力學(xué)和吸附平衡的研究能給吸附機(jī)理提供一些重要的信息，可以得知重金屬離子與吸附劑的鍵合方式。由于木質(zhì)纖維素基材料的獨(dú)特性質(zhì)，分子中存在不同的相互作用，所以不同于其它的傳統(tǒng)吸附劑，其作用機(jī)理較為復(fù)雜。纖維類吸附劑的吸附機(jī)理主要有靜電吸附作用、離子交換作用、配位作用、氧化還原作用等。一種吸附劑可能通過(guò)上述作用機(jī)理中的一種或多種吸附某一金屬離子，而對(duì)不同的金屬離子的吸附機(jī)理也可能不同。總之，纖維素基離子吸附劑的吸附機(jī)理主要是由吸附劑的化學(xué)組成、被吸附離子的性質(zhì)和溶液的環(huán)境所決定的。

2.2.3.1表面絡(luò)合機(jī)理

吸附過(guò)程中起主要作用的是表面絡(luò)合機(jī)理，木質(zhì)纖維素基吸附劑主要成分是纖維素、半纖維素、木質(zhì)素及其衍生物，含有羥基、羧基、巰基、氨基等活性基團(tuán)，這些基團(tuán)中的氧、硫、氮等原子均可提供孤對(duì)電子，與重金屬離子在吸附劑表面形成絡(luò)合物或螯合物，從而去除溶液中的金屬離子。volesky研究了馬尾藻(Sargassum fluitans)對(duì)Cd2+的吸附，通過(guò)紅外光譜分析證明了Cd2+與藻酸鹽中的羧基基團(tuán)發(fā)生了絡(luò)合作用。2.2.3.2離子交換機(jī)理

纖維素基離子吸附劑與重金屬離子的交換機(jī)理是指吸附劑的表面活性基團(tuán)在吸附重金屬離子的同時(shí)，會(huì)伴隨有吸附劑中其它陽(yáng)離子的釋放。Kuyucak和Volesky報(bào)道，用非活性褐藻 吸附Co2+的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)溶液中H+、Ca2+、Mg2+等離子增多，利用紅外光譜和X-射線能譜分析證明這是Co2++與H+、Ca2+、Mg2發(fā)生離子交換的結(jié)果。2.2.3.3氧化還原機(jī)理

變價(jià)金屬離子在具有還原能力的吸附劑上吸附，可能會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。雖然此機(jī)理目前在木質(zhì)纖維素基吸附劑的研究中較少發(fā)現(xiàn)，但Greene等在生物吸附中研究發(fā)現(xiàn)小球藻對(duì)Au(Ⅲ)離子具有很高的吸附能力，并且光譜實(shí)驗(yàn)表明，吸附金離子后吸附劑上有元素金的存在。在用適當(dāng)?shù)南疵撘航馕螅挥蠥u(Ⅰ)離子從吸附劑上脫附。這表明在吸附過(guò)程中，Au(Ⅲ)首先被還原為Au(Ⅰ)，然后又被還原為單質(zhì)金。

2.3粘土礦物

2.3.1粘土礦物材料的結(jié)構(gòu)特征及基本性能

粘土礦物是指粒徑小于2μm的含水層狀硅酸鹽礦物，主要包括伊利石族、蛭石族、高嶺石族、蒙皂石族、坡縷石族等礦物。層狀硅酸鹽礦物具有四面體片(以T表示)和八面體片(以O(shè)表示)組成的晶體結(jié)構(gòu)。由一個(gè)四面體片(T)和一個(gè)八面體片(O)組成的結(jié)構(gòu)單元層稱為1∶1型(TO型)，如高嶺石、埃洛石和蛇紋石等；由兩個(gè)四面體片(T)夾一個(gè)八面體片(O)組成的結(jié)構(gòu)單元層稱為2∶1型(TOT型)，如蒙脫石、葉臘石、云母、蛭石等。另外，還有間層(混層)結(jié)構(gòu)，如蒙脫石等。結(jié)構(gòu)單元層在垂直網(wǎng)片方向周期性地重復(fù)疊置構(gòu)成礦物的空間格架，而在結(jié)構(gòu)單元層之間存在著空隙稱層間域。粘土礦物的層間域是一個(gè)良好的化學(xué)反應(yīng)場(chǎng)所，它具有層間交換、吸附、催化、聚合、柱撐等特性。粘土礦物的結(jié)構(gòu)單元層(四面體片和八面體片)通常都帶有電荷，分為結(jié)構(gòu)電荷(永久電荷)和表面電荷(可變電荷)。結(jié)構(gòu)電荷源于粘土礦物晶格中的離子類質(zhì)同象置換或晶格缺陷所產(chǎn)生的過(guò)剩負(fù)電荷，其數(shù)量與環(huán)境的pH無(wú)關(guān)，稱為永久負(fù)電荷。表面電荷一般源于發(fā)生在礦物表面的化學(xué)變化或表面離子的吸附，與pH有關(guān)，稱為可變電荷。由于粘土礦物顆粒細(xì)微、帶有電荷、比表面積巨大和存在結(jié)構(gòu)層間域等，使之具有吸附性、膨脹性、可塑性和離子交換等特殊性能，這些性能使粘土礦物材料得到廣泛的應(yīng)用。

目前，除了繼續(xù)利用現(xiàn)代譜學(xué)理論及技術(shù)研究粘土礦物的晶體結(jié)構(gòu)，晶體化學(xué)特性及其成因、產(chǎn)狀外，礦物學(xué)家的興趣主要集中在研究粘土礦物的宏觀表面物化性質(zhì)，并活化粘土礦物。即通過(guò)人工改性，提高其表面活性、發(fā)現(xiàn)并擴(kuò)展粘土礦物的工業(yè)應(yīng)用范圍。2.3.2常見(jiàn)粘土礦物結(jié)構(gòu)及性質(zhì)

目前國(guó)內(nèi)外開(kāi)展研究的非金屬礦物主要包括原生及次生硅酸鹽礦物，如蒙脫石、伊利石、蛭石、高嶺石、麥飯石、凸凹棒石、蛇紋石、沸石、長(zhǎng)石類、鈣十字石，此外還有磷灰石等，其中以蒙脫石礦物研究的最多，其余礦物大部分是在近年才開(kāi)始研究的。下面介紹幾種典型非金屬礦物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)： 2.3.2.1蒙脫石

蒙脫石是斑脫巖、膨潤(rùn)土和漂白土中最主要的組成礦物，是由基性火山巖特別是基性火山凝灰?guī)r和火山灰風(fēng)化而成。在低溫?zé)嵋何g變過(guò)程中相當(dāng)于低溫蝕變的熱泉作用，也能形成蒙脫石。許多沉積的或變質(zhì)的粘土質(zhì)巖石中也含有大量的蒙脫石。

蒙脫土是一種層狀硅鋁酸鹽礦物，理論組成是SiO2為66.7%，Al2O3為28.3%，屬于羥基組成的結(jié)構(gòu)水占5%。主要結(jié)構(gòu)單元為2層硅氧4面體中間夾著1層鋁氧8面體，屬于2∶1型結(jié)構(gòu)的粘土礦物。微觀結(jié)構(gòu)的單位晶胞是由兩個(gè)Si-O四面體中間夾一層Al-O或Al-OH八面體晶片組成。既有四面體類質(zhì)同象置換，也有八面體類質(zhì)同象置換，前者是Al3+(少量Fe3+)代Si4+，后者是Fe3+和Mg2+替代Al3+，類質(zhì)同象置換使蒙脫石有序度降低、結(jié)構(gòu)不完整性加大，使層間存在帶負(fù)電的層電荷。為維持電荷平衡，因而可吸附交換性陽(yáng)離子和極性分子。在含水介質(zhì)中，交換性陽(yáng)離子往往以水化離子的形式被晶層表面吸附，蒙脫石吸附的水量取決于層間的交換性陽(yáng)離子水化能，陽(yáng)離子水化能的排列順序?yàn)椋篈l3+>Mg2+>Ca2+>Ba2+>Li+>Na+>K+>Cs+。

蒙脫石的2個(gè)相鄰晶層之間由氧原子層和氧原子層相接，沒(méi)有氫鍵，因而單位晶層之間結(jié)合力微弱，水和其他極性分子能進(jìn)入單位晶層之間引起晶格膨脹。它的結(jié)構(gòu)決定了它具有極大的比表面積，并具有較高的吸附能力。典型的蒙脫石在pH值為7時(shí)陽(yáng)離子交換能力約為80meq/100g，其電荷零點(diǎn)(pHzpc)約為2.5，在一般情況下，其表面呈負(fù)電荷。蒙脫石晶體結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。

2.3.2.2高嶺石

高嶺石是1∶1層型層狀構(gòu)造硅酸鹽礦物。高嶺石是一種1∶1型的層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物，理想化學(xué)式為Al4[Si4O10](OH)8，其理論的化學(xué)成分為SiO246.5%，Al2O339.53%，H2O13.95%，其結(jié)構(gòu)單元層是由-Al-O(OH)八面體片和-Si-O四面體片組成。如圖2.2所示，該類礦物的內(nèi)部電荷已接近平衡，一般沒(méi)有層電荷。其單位結(jié)構(gòu)層上下兩個(gè)面的組成不一樣，一面都是氧，另一面都是羥基，單位構(gòu)造之間靠氫鍵連接，所以，所有單位構(gòu)造層中的四面體未共用頂氧都指向相同的方向。

高嶺石礦物在自然界分布十分廣泛，可以在沉積、風(fēng)化、蝕變等地質(zhì)作用下產(chǎn)生。

2.3.2.3凹凸棒土

凹凸棒土是一種含水鎂鋁碳酸鹽粘土礦物。它的理想結(jié)構(gòu)是為：[(CH2)4(Mg.Al.Fe.)5Si8O20(OH)2].mH2O，其晶體結(jié)構(gòu)為硅酸鹽的雙鏈結(jié)構(gòu)(角閃石類)和層狀結(jié)構(gòu)(云母類)的過(guò)渡類型，為2∶1型的粘土礦物。由于晶體結(jié)構(gòu)中存在晶體孔道，內(nèi)表面及較大，因而具有很強(qiáng)的物理吸附能力。凹凸棒土吸附有機(jī)污染物后，填充于其晶體孔道和晶體層間，由于晶體的孔道容量大，因而在重金屬?gòu)U水處理方面具有較大的應(yīng)用潛力。2.3.2.4硅藻土

硅藻土是一種由古生物硅藻的含硅尸骸沉積而成的天然礦物原料。硅藻土礦的形成經(jīng)歷了上萬(wàn)年的地質(zhì)變化。硅藻是一種個(gè)體很小的生物，一般為1-100μg，硅藻土就是這種生物的殘骸沉積物，因此硅藻土也具有不同的生物種屬，諸如：直鏈藻屬、小環(huán)藻屬、圓盤(pán)藻屬等，這樣使硅藻土殼壁上的孔紋結(jié)構(gòu)有很大不同，導(dǎo)致它們的比表面積和孔體積相差很大。從化學(xué)結(jié)構(gòu)上來(lái)看，硅藻土是一種水合Mg、Al和Si的粘土礦，其主要成份為SiO2，但其在結(jié)構(gòu)上是無(wú)定型的，即非晶態(tài)的，即由硅氧四面體通過(guò)橋氧搭接而成的向三維空間發(fā)展的無(wú)規(guī)則網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在其中存在著SiO44-、Si2O76-等離子團(tuán)及其聚合物，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中硅氧四面體的聚合程度越低，則非晶體的穩(wěn)定性越差，反應(yīng)活性越強(qiáng)。同時(shí)硅藻土中還含有Al2O3、Fe2O3、MgO及一定的有機(jī)質(zhì)。硅藻土具有多孔性、低密度、大的比表面積，并且還具有相對(duì)不可壓縮性和化學(xué)穩(wěn)定性等特殊性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于冶金、化工建材、石油、食品等工業(yè)。

2.3.3粘土礦物的表面物理化學(xué)性質(zhì) 2.3.3.1粘土礦物的電荷

粘土礦物的結(jié)構(gòu)層(四面體片和八面體片)通常都帶有電荷。粘土礦物的電荷是使粘土礦物 具有一系列電化學(xué)性質(zhì)的基本原因。粘土礦物的電荷直接影響著粘土礦物的性質(zhì)，如粘土礦物吸附陽(yáng)離子的多少?zèng)Q定于其所帶負(fù)電荷的數(shù)量。粘土礦物的電荷分為兩類，即結(jié)構(gòu)電荷(永久電荷)和表面電荷(可變電荷)。

（1）永久電荷(結(jié)構(gòu)電荷)永久電荷一般源于礦物晶格中的類質(zhì)同象置換，但也可以由結(jié)構(gòu)缺陷產(chǎn)生。例如硅氧四體重氧四體中的四價(jià)硅離子(Si4+)被三價(jià)鋁離子(Al3+)替代，或鋁氧八面體中的三價(jià)鋁離子被二價(jià)鎂，鐵離子(Mg2+，F(xiàn)e2+)等替代，均可以產(chǎn)生過(guò)剩負(fù)電荷，這種負(fù)電荷的故量決定于晶格中的離子替代的多少，與環(huán)境的pH值無(wú)關(guān)，因此稱為永久電荷。由于不同粘土礦物晶格中的離子替代情況不同，所以，不同的粘土礦物的永久電荷多少也不同。蒙皂石族礦物每個(gè)單位晶胞含有0.25-0.60個(gè)結(jié)構(gòu)負(fù)電荷，它們主要是源于四面體片中的Al3+對(duì)Si4+的替代(貝得石)和/或八面體片中的Mg2+和Fe2+等對(duì)Al3+的替代(蒙脫石)。而伊利石因?yàn)榇蠹s有四分之一的Si4+被Al3+替代，所以，每個(gè)單位晶胞中的負(fù)電荷為0.6-1。一般地說(shuō)，高嶺石是電中性的，其化學(xué)式通常寫(xiě)成指示沒(méi)有永久電荷存在的形式。粘土礦物的永久(或結(jié)構(gòu))負(fù)電荷大部分是分布在粘土礦物晶層的層面上。

（2）表面電荷(可變電荷)表面電荷一般是源于發(fā)生在粘土礦物表面的結(jié)構(gòu)變化，同樣，表面電荷也可以由表面離子的吸附產(chǎn)生.表面電荷與pH有關(guān)，因此，表面電荷也稱為可變電荷。與永久電荷不同，表面電荷不是產(chǎn)生于粘土礦物結(jié)構(gòu)層的內(nèi)部，而是產(chǎn)生于礦物的表面，如層狀硅酸鹽礦物邊緣裸露的各種醇、端面的斷鍵、1∶1型層狀硅酸鹽礦物的鋁氧八面體基面。表面電荷是由沿粘土礦物結(jié)構(gòu)表面的Si-O斷鍵、Al-OH斷鍵等的水解作用產(chǎn)生的，如O2-與H+成鍵形成羥基(OH-)。這些具有路易斯酸堿特征的表面羥基是兩性的，既能作為酸，也可以作為堿，是產(chǎn)生可變電荷的重要機(jī)理。它們可以以下述形式進(jìn)一步與H+或OH-作用：

S代表Al，Si等表面，反應(yīng)形成的凈電荷可以是正電荷，也可以是負(fù)電荷，主要決定于硅酸鹽礦物的結(jié)構(gòu)、溶液的pH值和鹽度。在相對(duì)較低的pH值條件下，樣品將具有陰離子交換能力：在相對(duì)較高的pH值條件下樣品將具有陽(yáng)離子交換能力。在類似于蒙脫石等2∶1層狀粘土礦物中，表面電荷小于總電荷的1%，然而，在象高嶺石等粘土礦物(該類礦物中的離子替代量近于零)中，可變電荷構(gòu)成總凈電荷的主要部分。粘土礦物的凈電荷是其正負(fù)電荷的代數(shù)和。由于粘土礦物的負(fù)電荷一般都多于正電荷。所以，粘土礦物一般都帶有凈負(fù)電荷。

表面可變電荷是一個(gè)不定量，它的電荷性質(zhì)和數(shù)量會(huì)隨介質(zhì)的變化而改變，并且可變表面電荷是由層狀硅酸鹽礦物的羥基鋁層基面上的鋁醇(AIOH)。硅氧烷基面上由斷鍵產(chǎn)生的硅烷醇(SiOH)、以及邊緣裸露的鋁醇(AIOH)、鐵醇(FeOH)等通過(guò)對(duì)H+的解吸與締合產(chǎn)生的，因此，可變表面電荷均分布在粘土礦物的表面，并與相應(yīng)的H+位置相對(duì)應(yīng)。而粘土礦物的永久電荷主要來(lái)自不等價(jià)離子的類質(zhì)同象置換，由于不同礦物不等價(jià)離子類質(zhì)同象置換的位置不同，其產(chǎn)生的凈電荷的位置也不同，如蒙脫石的凈電荷主要來(lái)自Mg2+和Al3+或是Fe2+和Al3+等離子的置換，因此它的電荷土要分布在鋁氧八面體片中，而伊利石則不同，它的凈電荷主要來(lái)自Si-O四面體片中Al3+與Si4+的置換，因此電荷主要分布在Si-O四面體片中。由于凈電荷分布的位置不同，對(duì)粘土礦物的性能有很大影響。如蒙脫石，由于它的凈負(fù)電荷主要分布在八面體片中，與層間的水合陽(yáng)離子有一定的距離，因而它們之間的吸引力也相對(duì)較弱，容易與其它離子發(fā)生交換反應(yīng)：而伊利石則不同，由于它的凈電荷分面在Si-O四面體片中，K+是被直接吸附在硅氧四面體片上，吸引力相對(duì)較大，因而不易發(fā)生離子交換反應(yīng)。

2.3.3.2粘土礦物的吸附性

粘土礦物的吸附性，是指粘土礦物截留或吸附固體、氣體、液體及溶于液體中的物質(zhì)的能力，它是粘土礦物的重要特性之一。粘土礦物的吸附性按照引起吸附的原因不同可以分為三類，即物理吸附、化學(xué)吸附和離子交換性吸附。粘土礦物的表面積是影響其吸附性能的重要因素。

（1）粘土礦物的表面積

粘土礦物的表面積多用比表面積來(lái)表示，即每克礦物所具有的表面積數(shù)，單位是m2/g。與其他礦物相比，粘土礦物的表面積均相對(duì)較大，這是因?yàn)檎惩恋V物的板、片狀結(jié)晶習(xí)性和一些粘土礦物具有大的內(nèi)表面積。不管是外表面積還是內(nèi)表面積都是能夠測(cè)定的。通常測(cè)定表面積的方法是表面吸附法，即首先把樣品脫氣，然后再使樣品吸附某種物質(zhì)，同時(shí)用儀器監(jiān)測(cè)樣品的重量或已被吸附物質(zhì)的數(shù)量。如果在被吸附物質(zhì)達(dá)一分子層厚的點(diǎn)上，吸附的速度不連續(xù)，當(dāng)被吸附物質(zhì)的截面面積(分子面積)已知，則起吸附作用的總粘土礦物層的表面積就可以測(cè)定出來(lái)。

通常用N2吸附和BET方程測(cè)定的是粘土礦物的外表面積。在脫氣樣品制備階段，低溫真空條件引起粘土礦物晶層間失水，層間收縮，從而阻止N2進(jìn)入內(nèi)晶層表面，結(jié)果N2僅僅是吸附在外表面上。所以，用N2吸附和BET方程測(cè)定的只能是粘土礦物的外表面積。目前測(cè)定N2吸附的方法有兩種，一種是靜態(tài)吸附，另一種是動(dòng)態(tài)吸附。靜態(tài)吸附是將吸附質(zhì)(N2)與吸附劑(固體樣品)放在一起，達(dá)到平衡后測(cè)定吸附量。動(dòng)態(tài)吸附是使吸附質(zhì)(N2)在指定溫度及壓力下通過(guò)定量固體吸附劑(樣品)，直到重量不再改變時(shí)，所增加的量即為吸附量。再改變壓力重復(fù)測(cè)試，求得吸附量與壓力的關(guān)系并作圖計(jì)算。BET理論是流動(dòng)吸附表面積測(cè)定儀的理論基礎(chǔ)。

總表面積減去外表面積即為內(nèi)表面積。總表面積的測(cè)定一般采用的是極性分子吸附法如水、乙二醇、甘油等吸附法。

粘土礦物之所以具有各種特殊性質(zhì)的主要原因是不飽和電荷、大表面積及存在于其中的水化作用水。粘土礦物帶有正電荷和負(fù)電荷，粘土礦物對(duì)陽(yáng)離子和陰離子的吸附和解吸都受粘土礦物電荷性質(zhì)的影響。粘土礦物電荷中的可變電荷，尤其是可變負(fù)電荷，易受環(huán)境的影響。大表面積是粘土礦物的重要特性之一，它與粘土礦物的物理、化學(xué)和物理化學(xué)性質(zhì)，如 吸附性、膨脹性和分散性等都有密切關(guān)系。

（2）物理吸附

物理吸附是指由吸附劑與吸附質(zhì)之間的分子間引力而產(chǎn)生的吸附，由氫鍵產(chǎn)生的吸附也屬于物理吸附。物理吸附是可逆的，吸附速度和解吸速度在一定的溫度、濃度條件下呈動(dòng)態(tài)平衡。產(chǎn)生物理吸附的原因是由于粘土礦物的表面分子具有表面能。一般而言，大塊固體的表面也有吸附現(xiàn)象，只是由于其比表面太小，吸附現(xiàn)象不明顯而已。對(duì)于高度分散的固體，由于比表面很大，吸附現(xiàn)象就非常明顯，原因在于分散度越高，露在表面上的分子數(shù)就越多。

（3）化學(xué)吸附

化學(xué)吸附是指由吸附劑與吸附質(zhì)之間的化學(xué)鍵力而產(chǎn)生的吸附。陰離子聚合物可以靠化學(xué)鍵吸附在粘土礦物表面上，吸附方式可以有以下兩種情形：(a)粘土礦物晶體帶正電荷，陰離子基團(tuán)可以靠靜電引力吸附在粘土礦物的邊面上；(b)介質(zhì)中有中性電解質(zhì)存在時(shí)，無(wú)機(jī)陽(yáng)離子可以在粘土礦物和陰離子型聚合物之間起“橋接”作用，使高聚物吸附在粘土礦物的表面上。選擇性的吸附亦稱為專性吸附，它屬于化學(xué)吸附，受可變電荷表面的電量控制。可變電荷表面指由金屬離子和羥基組成的表面，羥基暴露在其表面上。重金屬離子可與暴露在其表面的羥基發(fā)生配合作用而使重金屬離子在表面的富集，若以M代表環(huán)境中Cu、Pb、Zn、Cd等污染元素，則粘土礦物對(duì)重金屬離子之間可能發(fā)生的配合作用可以表示為，首先粘土礦物的表面羥基官能團(tuán)與溶液中的OH-發(fā)生水解作用，如式2.2所示，在發(fā)生以下反應(yīng)：

其中S指的是S代表Al，Si等表面，S-OH指的是羥基官能團(tuán)，因此礦物材料的選擇吸附作用與其表面性質(zhì)密切相關(guān)。通常暴露在空氣中的礦物表面會(huì)迅速發(fā)生氧化或碳化，處于水中的礦物易形成可變電荷表面，這往往會(huì)提高礦物的表面吸附活性。此外，礦物材料較大的外表面積，孔道內(nèi)巨大的內(nèi)表面積和復(fù)雜的微形貌特征也有利于選擇性吸附作用。

同時(shí)在粘土礦物層與層之間是分子引力相聯(lián)結(jié)，重金屬離子可以進(jìn)入層間與SiO-發(fā)生配合作用。Dubbin等曾討論了不同濃度CrCl3(200-2400mol/L)溶液與蒙脫土的作用，并考察了Cr在蒙脫土層間的存在狀態(tài)，Cr在蒙脫土層間是與硅酸集團(tuán)中氧形成了層內(nèi)球狀聚合物，硅酸基中氧屬于軟酸，而Cr屬于軟堿，因而兩者可形成牢固的配合物。Carr的研究表明在溶液中Cr周圍的配位體是OH-，而不是H2O，這種Cr-OH配合物具有催化作用，一旦第一個(gè)Cr-OH配合物被嵌入內(nèi)層之后，以后的Cr-OH就容易嵌入內(nèi)層。溶液中的Cr與OH-形成層間球形聚合物，最終以Cr-O-Si形式而滯留層間。

（4）離子交換性吸附

粘土礦物通常帶有不飽和電荷，根據(jù)電中性原理，必定會(huì)有等量的異號(hào)離子吸附在粘土表面上以達(dá)到電性平衡。通常，吸附在粘土礦物表面上的離子可以和溶液中的同號(hào)離子發(fā)生交換作用，這種作用即為離子交換性吸附。最常見(jiàn)的與粘土礦物結(jié)合的交換性離子是Ca2+、Mg2+、H+、K+、NH4+、Na+和Al3+等陽(yáng)離子與SO42-、Cl-和NO3-等陰離子，根據(jù)交換性離子的電性不同，可以把離子交換性吸附分為陽(yáng)離子交換性吸附和陰離子交換性吸附。在重金屬污染研究中主要討論的為陽(yáng)離子交換性吸附。

陽(yáng)離子交換容量(CEC)，也即陽(yáng)離子吸附容量，是指粘土礦物在一定的pH值下能夠吸附交換性陽(yáng)離子的數(shù)量，它是粘土礦物的負(fù)電荷數(shù)量的量度。粘土礦物的負(fù)電荷主要有以下成因：1)結(jié)構(gòu)中的類質(zhì)同象置換；2)邊緣和外表面的破鍵；3)伴生羥基組分的分解。

由礦物結(jié)構(gòu)中類質(zhì)同象置換產(chǎn)生的負(fù)電荷稱為永久負(fù)電荷，它與pH值和離子活度等條件無(wú)關(guān)。而由邊緣和外表面的破鍵及伴生羥基組分的分解產(chǎn)生的負(fù)電荷稱為可變負(fù)電荷，它與pH值和離子活度等條件密切相關(guān)。粘土礦物層間域所吸附的某些離子是可交換的。有些陽(yáng)離子能與溶液中的離子進(jìn)行當(dāng)量交換，如Na-蒙脫石+Li+→Li-蒙脫石+Na+。這時(shí)發(fā)生的離子交換是等電量互相交換；陽(yáng)離子交換性吸附的過(guò)程是可逆的，吸附和解吸的速度受離子濃度影響。天然蒙脫石在pH值為7的水介質(zhì)中的陽(yáng)離子交換容量(CEC)為70~150mmol/100g(相當(dāng)于每個(gè)晶胞帶0.5~1個(gè)靜電荷)。此外，粘土礦物晶體端面所吸附的離子也具有交換性并隨顆粒變細(xì)而增大。影響陽(yáng)離子可逆交換性吸附的因素為以下幾點(diǎn)：

1)離子價(jià)數(shù)對(duì)吸附強(qiáng)弱的影響。一般情形下，在溶液中離子濃度相差不大時(shí)，離子價(jià)態(tài)越高，與粘土表面的吸附力越強(qiáng)，即交換到粘土表面上去的能力越強(qiáng)；反之，如果已經(jīng)吸附到粘土表面上，則價(jià)態(tài)越高的離子，越難從粘土表面上被交換下來(lái)。

2)離子半徑對(duì)吸附強(qiáng)弱的影響。當(dāng)價(jià)態(tài)相同的不同離子在溶液中的濃度相近時(shí)，離子半徑小的，水化半徑大，離子中心離粘土表面遠(yuǎn)，吸附弱；反之，離子半徑大的，水化半徑小，離子中心離粘土表面近，吸附強(qiáng)。

3)離子濃度對(duì)吸附強(qiáng)弱的影響。離子濃度對(duì)吸附強(qiáng)弱的影響符合質(zhì)量作用定律，即離子交換受每一相中的不同離子的相對(duì)濃度的制約。如兩種一價(jià)離子，其離子交換吸附平衡方程為：[A]s/[B]s=k[A]c/[B]c，式中，[A]c和[B]c是溶液中兩種離子的物質(zhì)的量的濃度；k是離子交換平衡常數(shù)，當(dāng)k>1時(shí)，則A被優(yōu)先吸附。

4)介質(zhì)的影響。堿性介質(zhì)的交換量比酸性介質(zhì)中高，這主要與粘土礦物端面電荷和粘土礦物的表面荷電性有關(guān)；Al3+、Fe2O3、呈水化狀態(tài)的FeO和硫化物等占據(jù)交換位置時(shí)可造成陽(yáng)離子交換能力的降低。

5)粒度的影響。粘土礦物樣品研磨后顆粒變細(xì)，端面破鍵增多，陽(yáng)離子交換容量稍顯增加，但長(zhǎng)時(shí)間的研磨容易引起粘土礦物晶格破壞，使交換量減少直到交換作用消失，成為無(wú)定形凝膠狀物質(zhì)。

6)溫度的影響。溫度對(duì)交換容量有一定的影響，適當(dāng)?shù)臏囟瓤杉哟髷U(kuò)散系數(shù)，加快交換作用，但溫度過(guò)高會(huì)使粘土礦物的溶解度增大，交換量反而會(huì)下降。工業(yè)上粘土礦物的陽(yáng)離子交換通常在常溫或稍高一點(diǎn)的溫度下進(jìn)行。雖然粘土礦物中某些離子交換反應(yīng)是可逆的，但某些離子交換反應(yīng)是不可逆的，若交換反應(yīng)不可逆，則正反應(yīng)與逆反應(yīng)的吸附等溫線是不重合的，這一現(xiàn)象稱為遲滯效應(yīng)(hysteresis)，即反應(yīng)結(jié)果與反應(yīng)的過(guò)程有關(guān)。Verburg等對(duì)這 一現(xiàn)象進(jìn)行了總結(jié)，根據(jù)交換反應(yīng)時(shí)是否存在無(wú)機(jī)陽(yáng)離子存在遲滯現(xiàn)象將常見(jiàn)的陽(yáng)離子分成以下三組：

組內(nèi)各離子組成的相互交換吸附體系無(wú)遲滯現(xiàn)象，而不同組之間的陽(yáng)離子組成的相互交換吸附體系都存在著遲滯現(xiàn)象。為了解釋這一現(xiàn)象，人們先后提出各種吸附機(jī)制，包括交換體表面電荷或位置的不均勻性、交換陽(yáng)離子的水化能的不同、粘土礦物的脫水、結(jié)晶膨脹滯后以及準(zhǔn)晶體的形成導(dǎo)致空間位阻等。這些假設(shè)都有一定的局限，目前對(duì)遲滯現(xiàn)象的解釋還沒(méi)有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。

粘土礦物的陽(yáng)離子交換容量(CEC)，也即陽(yáng)離子吸附容量是指粘土礦物在一定的pH值下能夠吸附交換性陽(yáng)離子的數(shù)量，包括交換性鹽基和交換性氫。CEC的單位是mmol/100g，即每100g干樣品所交換下來(lái)的陽(yáng)離子的毫摩爾數(shù)。測(cè)定粘土礦物的陽(yáng)離子交換容量的方法主要有醋酸銨淋洗法(NH4+交換法)、氧化鎂浸提法(Mg2+交換法)、醋酸鈉淋洗法(Na+交換法)和氯化鋇浸提法(Ba2+交換法)等。雖然測(cè)定的方法各異，但其原理都是一樣的，即用中性鹽淋洗粘土礦物時(shí)，可使其全部的交換性陽(yáng)離子被淋洗劑的陽(yáng)離子交換出來(lái)。粘土礦物的種類不同，其陽(yáng)離子交換容量也有很大差別，如蒙脫石的陽(yáng)離子交換容量一般為70~130mmol/100g，伊利石為10~40mmol/100g，這兩種礦物的陽(yáng)離子交換容量的80%以上分布在層面上(其負(fù)電荷主要源于類質(zhì)同象置換)，高嶺石的陽(yáng)離子交換容量?jī)H為3~15mmol/100g，而且大部分是分布在晶體的邊面上(其負(fù)電荷主要源于邊緣羥基鍵的水解)。

粘土礦物的陽(yáng)離子交換容量及吸附的陽(yáng)離子種類對(duì)其膠體活性影響很大，如蒙脫石的陽(yáng)離子交換容量很大，膨脹性也大，在低濃度下就可形成稠的懸浮體，尤其是鈉蒙脫石，水化膨脹性更強(qiáng)；而高嶺石，陽(yáng)離子交換容量低，惰性較強(qiáng)。影響粘土礦物的陽(yáng)離子交換容量大小的因素有三種，即粘土礦物的類型、粘土礦物的分散程度和溶液的酸堿性條件。

1)粘土礦物的類型。粘土礦物的晶體結(jié)構(gòu)不同，陽(yáng)離子交換容量也有很大差別。因?yàn)樵谝鹫惩恋V物的陽(yáng)離子交換吸附的電荷中，由晶格內(nèi)的類質(zhì)同象置換而產(chǎn)生的電荷占有很大的比重，所以可以推斷，晶格內(nèi)的類質(zhì)同象置換越多的粘土礦物的陽(yáng)離子交換容量愈大，高嶺石礦物，結(jié)構(gòu)內(nèi)沒(méi)有類質(zhì)同象置換現(xiàn)象，故其陽(yáng)離子交換容量較低；蒙脫石礦物，結(jié)構(gòu)內(nèi)廣泛發(fā)生類質(zhì)同象置換，故其陽(yáng)離子交換容量較大。

2)粘土礦物的分散程度。同種粘土礦物的陽(yáng)離子交換容量隨其分散度(或比表面)的增加而增加，特別是高嶺石礦物，由于其陽(yáng)離子交換主要是源于由裸露羥基中的氫的離解而產(chǎn)生的負(fù)電荷，因而顆粒愈細(xì)小，裸露在外面的羥基愈多，陽(yáng)離子交換容量愈大。相反，蒙脫石的陽(yáng)離子交換容量受其分散度的影響較小，其原因?yàn)樗年?yáng)離子交換主要是由于晶格中的類質(zhì)同象置換所產(chǎn)生的負(fù)電荷。

3)溶液的酸堿性條件。在粘土礦物和分散度均相同的條件下，溶液為堿性時(shí)，CEC變大。鋁氧八面體片中的Al-OH鍵是兩性的，在酸性環(huán)境中，氫氧根易電離，結(jié)果使粘土礦物表面帶正電荷；在堿性環(huán)境中，氫容易電離，從而使粘土礦物表面帶負(fù)電荷。所以當(dāng)溶液的pH值增高時(shí)，溶液中的氫氧根增多，它可以靠氫鍵吸附在粘土礦物表面上，使表面負(fù)電荷增多，從而增加陽(yáng)離子交換容量。

2.3.4粘土礦物在重金屬污染治理中的應(yīng)用

重金屬離子是有毒的，在環(huán)境中不易轉(zhuǎn)化。環(huán)境中的重金屬離子通過(guò)各種途徑而進(jìn)入水體，經(jīng)過(guò)水體中各種生物鏈的富集，最終由水產(chǎn)品進(jìn)入人體，對(duì)人的健康產(chǎn)生危害。除去水中的重金屬離子的方法很多。在發(fā)達(dá)國(guó)家，一般運(yùn)用一些先進(jìn)的技術(shù)來(lái)去除重金屬，如沉淀-過(guò)濾法、離子交換法和膜分離法。但在發(fā)展中國(guó)家，這些技術(shù)因?yàn)榧夹g(shù)和資金的問(wèn)題而不能得以廣泛運(yùn)用，因而開(kāi)發(fā)出一種廉價(jià)的吸附劑來(lái)脫除重金屬已經(jīng)越來(lái)越引起科學(xué)家們的重視。由于粘土礦物比活性炭及斜發(fā)沸石等更為廉價(jià)，且具有機(jī)械穩(wěn)定性、多孔隙率、多種表面和結(jié)構(gòu)、分散懸浮性、離子交換性和吸附性等，故用顆粒細(xì)小的粘土礦物及改性粘土礦物來(lái)轉(zhuǎn)移污染物已經(jīng)成為人們研究的熱點(diǎn)。2.3.4.1粘土礦物材料處理重金屬?gòu)U水的機(jī)理

粘土礦物對(duì)重金屬離子具有超強(qiáng)的吸附能力，歸因于其本身的3個(gè)特性：表面荷電性、結(jié)構(gòu)通道和高的比表面積。粘土礦物的吸附作用包括選擇性吸附(專性吸附)和非選擇性吸附(交換吸附)。非選擇性吸附屬于靜電作用，受粘土礦物所帶的永久電荷量控制。粘土礦物通常有一定的凈負(fù)電荷，根據(jù)電中性原理，必然會(huì)有等量或近似量的陽(yáng)離子被吸附在粘土礦物層間域或表面以達(dá)到電性平衡。一般說(shuō)來(lái)，被吸附在粘土礦物層間域的離子可以和溶液中的同號(hào)離子發(fā)生交換作用。選擇性吸附屬于化學(xué)吸附，受可變電荷表面的電量控制。層狀硅酸鹽礦物邊緣由斷鍵產(chǎn)生的鋁醇、鐵醇和硅烷醇，以及1∶1型粘土礦物(如高嶺石等)的羥基鋁層基面均屬可變電荷表面，專性吸附量受介質(zhì)的pH控制，還與重金屬離子的水合能、離子半徑、有效水合半徑及電價(jià)等因素有密切的關(guān)系。由于粘土礦物(如坡縷石、海泡石等)中的結(jié)構(gòu)通道和高的比表面積(如蒙脫石為800m2/g，蛭石為750m2/g等)，而使它具有高效吸附性。

2.3.4.2粘土礦物材料在重金屬?gòu)U水處理中的應(yīng)用

國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)粘土礦物材料在含重金屬?gòu)U水處理中的應(yīng)用做了大量的研究工作。H.Chegrouche等研究用天然膨潤(rùn)土吸附去除水溶液中的鑭。A.Mellah等研究了天然膨潤(rùn)土對(duì)鋅的吸附性能，當(dāng)鋅質(zhì)量濃度為300mg/L時(shí)其單分子最大吸附容量為52.91mg/g。邵濤研究了膨潤(rùn)土對(duì)不同價(jià)態(tài)鉻的吸附，Cr3+的吸附符合Langmuir等溫式，其最大飽和吸附容量為0.47mg/g，而Cr6+的吸附符合Freundlich等溫式；膨潤(rùn)土對(duì)Cr6+的吸附能大大低于對(duì)Cr3+的吸附能；pH對(duì)膨潤(rùn)土吸附鉻化合物的行為有很大影響，Cr3+的吸附量隨pH的升高而增大；Cr6+的吸附量在pH<8時(shí)，隨pH的升高而降低，當(dāng)pH>8時(shí)，則隨pH的升高而增大。丁述理等研究了影響膨潤(rùn)土吸附重金屬離子(以Zn2+為例)的因素，結(jié)果表明:在一定條件下，提高吸附溫度和溶液的pH值，增加溶液中Zn2+初始濃度和吸附作用時(shí)間，提高攪拌速度和減小膨潤(rùn)土的粒度都能不同程度地提高吸附量。沈巖柏等研究了吉林長(zhǎng)白山硅藻土對(duì)水相中鋅離子的吸附過(guò)程，結(jié)果表明硅藻土對(duì)Zn2+有較好的吸附效果，10min左右即可達(dá)到吸附平衡，與酸性條件下的效果相比，pH在中性條件下的吸附效果更佳。

TavaniEL等用高嶺土研究了對(duì)鞣革廢水中Cr3+的吸附，高嶺土對(duì)Cr3+的吸附容量為0.08meq/g。魏俊峰研究了Cu2+在高嶺石表面的吸附，吸附量隨pH升高而增加，在2.5

高嶺土>伊利石。宋金如等用凹凸棒石粘土動(dòng)態(tài)吸附處理含鈾廢水，鈾的去除率在99.95%以上。

譚光群研究了蛭石對(duì)重金屬離子的吸附作用。結(jié)果表明其具有較強(qiáng)的吸附性能，吸附速度快；pH<4.0的酸性環(huán)境不利于吸附，pH>4.0的弱酸性至堿性條件下吸附效果好；對(duì)3種金屬離子的吸附順序?yàn)镻b2+>Cu2+>Cd2+；用于處理電鍍廠的含銅廢水，Cu2+去除率在90%以上。蔡榮民考察了海泡石對(duì)Pb2+離子的吸附過(guò)程，并對(duì)吸附機(jī)理進(jìn)行了深入地研究，認(rèn)為八面體中OH-結(jié)合的Mg2+、沸石型孔道邊緣與結(jié)晶水結(jié)合的Mg2+，均可與重金屬離子發(fā)生離子交換，從而達(dá)到去除的目的。

胡振琪研究了膨潤(rùn)土、海泡石、凹凸棒石對(duì)Cd2+的吸附情況，并與土壤對(duì)Cd2+的吸附情況進(jìn)行了對(duì)比，對(duì)鎘吸附量的大小順序:凹凸棒石>鈉基膨潤(rùn)土>海泡石>土壤，隨pH的增大，土壤及粘土礦物對(duì)Cd2+的吸附量總體上在增大。何宏平等采用了不改變離子濃度、pH值等條件而增加吸附液體積的方法進(jìn)行了蒙脫土、高嶺土、伊利土對(duì)Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+、Cr3+五種重金屬離子的競(jìng)爭(zhēng)吸附試驗(yàn)研究，蒙脫石對(duì)Cr3+、Cu2+有很好的選擇性，高嶺石和伊利石對(duì)Cr3+、Pb2+有較好的親和力。此外粘土礦物對(duì)重金屬離子的吸附選擇性受礦物的層電荷分布、重金屬離子的水化熱、電價(jià)、離子半徑、有效離子半徑等因素控制。2.3.4.3吸附劑對(duì)重金屬離子的選擇性

粘土礦物吸附劑對(duì)重金屬離子具有一定的選擇性，這與吸附劑構(gòu)造、功能團(tuán)、層電荷的分布及重金屬離子在水溶液中的水化熱、電價(jià)和離子半徑等因素有關(guān)。一般情況下，蒙脫石、高嶺石和伊利石對(duì)常見(jiàn)的重金屬如Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+和Cr3+等的選擇性依次為:

同時(shí)由于水體中重金屬離子一般以水合金屬離子、強(qiáng)堿、金屬化合物、絡(luò)合物及金屬有機(jī)化合物等不同形態(tài)存在，這就更加促進(jìn)了吸附劑的吸附選擇性。2.3.4.4吸附劑的改性

由于原礦的吸附能力的局限性，在實(shí)際應(yīng)用中，常常對(duì)粘土礦物材料進(jìn)行改性，其主要 是為了增大表面電荷數(shù)和比表面積，擴(kuò)張結(jié)構(gòu)通道，以提高其表面的吸附能力和粘土的陽(yáng)離子交換能力，從而提高粘土礦物對(duì)重金屬離子的選擇性或非選擇性吸附能力。活性劑的選取主要取決于粘土的特性(包括膨脹系數(shù)、層結(jié)構(gòu))以及表面活性劑(分子大小)。

（1）焙燒改性

在不同溫度下焙燒膨潤(rùn)土，可以先后失去表面水、水化水和結(jié)構(gòu)骨架中的結(jié)合水，減小水膜對(duì)有機(jī)物污染物質(zhì)的吸附阻力，使膨潤(rùn)土的吸附性能發(fā)生變化，超過(guò)500℃時(shí)，將逐漸失去水化水和結(jié)構(gòu)骨架中的結(jié)合水，OH-結(jié)構(gòu)骨架破裂，層間的陽(yáng)離子縮合到結(jié)構(gòu)骨架上，完全喪失了離子交換的性能，其獨(dú)特的卷邊片狀物也剝落，有利吸附的構(gòu)造遭到破壞。而450℃時(shí)焙燒膨潤(rùn)土既去除了結(jié)構(gòu)通道中的表面水，又不致破壞結(jié)構(gòu)骨架和卷邊構(gòu)造，提高了吸附性能。

（2）用酸對(duì)粘土礦物的改性

用酸對(duì)粘土礦進(jìn)行改性在很早以前就被人們開(kāi)始研究。朱利中等對(duì)酸化膨潤(rùn)土對(duì)廢水處理進(jìn)行了較為深入系統(tǒng)的研究。提出膨潤(rùn)土之所以能被活化，是由于蒙脫石的結(jié)構(gòu)特性決定的。當(dāng)用酸來(lái)活化膨潤(rùn)土?xí)r，酸便與鋁硅酸鹽發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，首先是蒙脫石層間的K+、Na+、Ca2+、Mg2+等陽(yáng)離子轉(zhuǎn)變?yōu)樗岬目扇苄喳}類而溶出，從而削弱了原來(lái)層間的鍵力，使層狀晶格裂開(kāi)，晶層間距擴(kuò)大，孔道被疏通，活性表面增加，膨潤(rùn)土的吸附能力也就顯著提高。同時(shí)，在酸的作用下，酸中的H+會(huì)逐漸置換位于晶格表面的Ca2+和Mg2+，置換后的一部分H+又可被溶液中的Al3+所取代，從而生成吸附能力比H+強(qiáng)得多的鋁離子或鹽基性鋁離子，使活性膨潤(rùn)土的吸附能力更加增強(qiáng)。所以，用酸化法處理可以達(dá)到較好的活化目的。有研究表明，經(jīng)酸處理的蒙脫石的吸附能力有明顯的提高，但用酸處理的高嶺石提高效率卻不明顯。而SurajG等通過(guò)熱活化和酸活化制得的無(wú)定形高嶺土衍生物可有效吸附Cd2+和Cu2+。劉偉等用酸性膨潤(rùn)土與PAM聯(lián)用處理重金屬?gòu)U水，處理效果為：Cu2+>Zn2+>Ni2+。

酸性活化法使用比較普遍，對(duì)蒙脫石、坡縷石和海泡石均適用，一般是用鹽酸或硫酸處理天然膨潤(rùn)土、坡縷石粘土和海泡石粘土。劉頻等對(duì)云南騰沖硅藻土進(jìn)行硫酸化改性，系統(tǒng)研究了改性硅藻土對(duì)水溶液中Pb2+的吸附作用，結(jié)果表明改性硅藻土對(duì)Pb2+的吸附作用明顯優(yōu)于原土，且吸附符合Freundlich方程。坡縷石和海泡石在酸的作用下，一方面纖維束發(fā)生解離，增大外比表面積；另一方面部分八面體片中的陽(yáng)離子(Mg2+、Al3+等)受侵蝕溶解，逐漸變?yōu)镠+取代，成為活性中心，并增大了結(jié)構(gòu)微孔隙。堿活化法主要用于鈣基膨潤(rùn)土的鈉化改性，即在鈣基膨潤(rùn)土中加入碳酸鈉，用Na+將膨潤(rùn)土中可置換的高價(jià)陽(yáng)離子Ca2+、Mg2+置換出來(lái)，從而提高了膨潤(rùn)土的膨脹倍數(shù)、膠質(zhì)價(jià)。夏士朋等采用含碳酸鈣硅藻土處理廢水中Cu2+、Cr2+、Pb2+和Zn2+4種金屬離子。結(jié)果表明，碳酸鈣含量約為35%的硅藻土是處理含重金屬?gòu)U水的一種很好的吸附劑。

A.Corma等用表面酸浸蝕法處理坡縷石，當(dāng)60%的八面體離子被溶出時(shí)，坡縷石的結(jié)構(gòu)沒(méi)有被破壞，但其表面積增大了60-200m2/g，浸蝕主要集中在纖維的外表面。彭書(shū)傳對(duì)鹽酸活化純凹凸棒石吸附Cr3+的性能進(jìn)行了研究，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的鹽酸活化凹凸棒石可使陽(yáng)離 子交換容量達(dá)到最大(0.212mmol/g)；30℃時(shí)用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的鹽酸活化凹凸棒石對(duì)Cr3+的等溫吸附曲線同時(shí)符合Langmuir方程和BET方程。劉偉用酸性膨潤(rùn)土與PAM聯(lián)用處理重金屬?gòu)U水，處理效果為Cu2+>Zn2+>Ni2+。R.Naseem等將膨潤(rùn)土經(jīng)150～200℃活化后，對(duì)水溶液中Pb2+的去除率達(dá)96%以上。

（3）用腐殖酸對(duì)粘土礦物的改性

用腐殖酸對(duì)粘土礦物改性的研究很多。用腐殖酸對(duì)粘土改性主要是改變粘土的表面結(jié)構(gòu)，以提高粘土對(duì)重金屬離子的表面吸附。Arias等用腐殖酸(HA)對(duì)高嶺石進(jìn)行處理后使其對(duì)Cu2+和Cd2+的吸附率都得到了很大的提高。白慶中等也研究了腐殖酸的存在對(duì)粘土吸附重金屬的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)溶液中存在腐殖酸與Cd、Cr、Cu、Pb、Ni、Zn、Mn和Hg等重金屬共存時(shí)，粘土對(duì)重金屬的吸附能力增強(qiáng)，如用500mg粘土對(duì)重金屬進(jìn)行吸附時(shí)，在pH值為3的條件下，50mL腐殖酸的存在對(duì)Mn的吸附百分?jǐn)?shù)就提高了約6%左右。其原因可能是由于酸性條件下腐殖酸發(fā)生解離后與重金屬絡(luò)合，其絡(luò)合物與粘土顆粒有一定的結(jié)合能力，增強(qiáng)了粘土對(duì)重金屬的吸附能力。

（4）用陰離子表面活性劑對(duì)粘土的改性

用陰離子表面活性劑對(duì)粘土進(jìn)行改性的研究也較多。Su.Hsia等用十二烷基磺酸鈉改性的蒙脫土吸附處理水溶液中的Cu2+和Zn2+，可知經(jīng)20mmol/LSDS改性了的蒙脫石的比表面比原礦要大71.4m2/g，表明其對(duì)重金屬具有更強(qiáng)的親和力。B.李門(mén)樓對(duì)硅藻土進(jìn)行了溴化十六烷基三甲銨改性，并對(duì)電鍍含鋅廢水進(jìn)行了試驗(yàn)研究，探討了改性硅藻土用量、廢水pH等對(duì)除鋅效果的影響，結(jié)果表明：在廢水的pH為4.0-7.0，鋅質(zhì)量濃度低于100mg/L范圍內(nèi)，鋅去除率可達(dá)98%以上。

（5）陽(yáng)離子聚合體的改性

用陽(yáng)離子聚合體(柱化劑)交換粘土層層間可交換性陽(yáng)離子，形成無(wú)機(jī)層間插入化合物，經(jīng)加熱脫氫、脫羥基，柱化劑轉(zhuǎn)化為金屬氧化物，這些氧化物呈柱狀將粘土層撐開(kāi)一個(gè)到幾個(gè)分子的距離，從而增大膨潤(rùn)土比表面積，提高其吸附性能。最常用的陽(yáng)離子聚合物就是氫氧化鋁的聚合物，已有研究證明，經(jīng)聚鋁化合物柱撐了的蒙脫石比沒(méi)有柱撐的蒙脫石的空間距要大，且熱穩(wěn)定性也要強(qiáng)，比表面積增大，但陽(yáng)離子交換能力要比沒(méi)有柱撐的弱，原因是氫氧化鋁聚合物的插入導(dǎo)致夾層中正電荷的增加，使蒙脫石的恒負(fù)電荷減少。而另有研究表明，氫氧化鋁聚合物改性的蒙脫石對(duì)Zn2+和Cd2+進(jìn)行吸附，發(fā)現(xiàn)吸附強(qiáng)度比沒(méi)有改性的要大。

目前已有相關(guān)多方面的研究，WinnieMatthes等研究了羥基鋁鋯夾層和柱狀蒙脫石對(duì)垃圾處理廠滲濾液中重金屬的吸附。有關(guān)研究表明：蒙脫石原土對(duì)重金屬離子具有一定的吸附能力：若蒙脫石—聚合氯化鋁交聯(lián)處理廢水中Hg2+、Cr3+、Cd2+，可進(jìn)一步改善去除效果，并提高固—液分離速度，使低濃度廢水中Hg2+等重金屬離子的去除率達(dá)93.1%。孫家壽等用鋁鋯交聯(lián)膨潤(rùn)土對(duì)Cr6+進(jìn)行吸附處理，發(fā)現(xiàn)：當(dāng)pH值為2.5-3.5時(shí)，在每升水中加12g吸附劑，吸附30min，吸附效率接近100%。同時(shí)，他們將累托石層孔材料用于含Cr3+廢水處理，取得理想效果。2.3.4.5影響粘土吸附的因素

影響粘土吸附重金屬的因素有很多，歸納起來(lái)主要有pH值、吸附時(shí)間、吸附溫度、重金屬離子濃度與吸附劑用量的比值和吸附劑對(duì)重金屬離子的選擇性等。

（1）pH值對(duì)吸附的影響

粘土吸附重金屬的2種機(jī)理都隨pH值的變化而變化，因此pH值是影響粘土吸附重金屬的一個(gè)主要因素。國(guó)內(nèi)外一些研究表明：只有在適宜的pH值，才最有利于吸附，pH值比較低時(shí)，因?yàn)镠+與重金屬離子的競(jìng)爭(zhēng)吸附作用而不利于重金屬的吸附，隨pH值的升高，粘土吸附重金屬的能力也隨之增加。但pH值過(guò)高，當(dāng)達(dá)到重金屬離子的Ksp值后，則難以達(dá)到吸附去除作用。余貴芬在研究Cd2+和Pb2+在粘土礦物上的吸附時(shí)得出在同一離子強(qiáng)度下，Cd2+和Pb2+在高嶺土上的吸附，以及Pb2+在蒙脫土上的吸附隨著pH升高而急劇增高。Cd2+在蒙脫土上的吸附也表現(xiàn)出微弱的pH相關(guān)性。蒙脫土的金屬吸附量隨著pH從4到8逐漸增加，從而得出蒙脫土在pH=8下能優(yōu)先用于處理重金屬Cd、Pb污染土壤，處理效應(yīng)以Cd>Pb。胡振琪在對(duì)膨潤(rùn)土、海泡石、凹凸棒石等粘土礦物對(duì)重金屬Cd的吸附研究中發(fā)現(xiàn)隨著pH值的增大，土壤及粘土礦物對(duì)Cd2+的吸附量總體上在增大，但土壤和膨潤(rùn)土與海泡石和凹凸棒石的吸附曲線不同。海泡石和凹凸棒石隨著pH值的增大，其吸附量一直增加，沒(méi)有出現(xiàn)拐點(diǎn)。而土壤及膨潤(rùn)土在pH值等7處降低，都出現(xiàn)1個(gè)拐點(diǎn)，當(dāng)pH值>8時(shí)，吸附量又增大。Barbier等也發(fā)現(xiàn)蒙脫石對(duì)重金屬的吸附在強(qiáng)酸性條件下吸附率較低，但pH值增加，吸附能力就會(huì)激劇升高。魏俊峰等做過(guò)用高嶺石對(duì)銅離子的吸附試驗(yàn)，其結(jié)果表明，在2.5

（2）吸附時(shí)間

吸附時(shí)間是影響重金屬吸附的最主要因素。適當(dāng)?shù)脑黾犹幚頃r(shí)間可有效的去除重金屬離子，但是時(shí)間的增加意味著進(jìn)行水處理時(shí)，池體需要相應(yīng)的加大，這在經(jīng)濟(jì)上不劃算。因此選取合適的吸附作用時(shí)間很重要。一般而言，在開(kāi)始吸附時(shí)，隨吸附時(shí)間的增加，吸附率會(huì)隨之增加，但當(dāng)粘土礦物的吸附達(dá)到飽和時(shí)，時(shí)間再增加，吸附率也不會(huì)再增加了。如沈?qū)W優(yōu)等研究膨潤(rùn)土(其主要成分為蒙脫石)、高嶺石、伊利石對(duì)鎳、銅、鋅和隔的吸附過(guò)程中，在起初的時(shí)間里，3種粘土對(duì)重金屬的吸附都隨時(shí)間的增加而增加，吸附平衡后，吸附率不再改變。相反有時(shí)吸附時(shí)間過(guò)長(zhǎng)反而會(huì)出現(xiàn)一定程度的離子“釋放”現(xiàn)象，導(dǎo)致上清液中金屬離子濃度有上升的趨勢(shì)。

（3）吸附溫度

吸附劑對(duì)廢水中重金屬離子的吸附可分為物理吸附和化學(xué)吸附。物理吸附過(guò)程是放熱過(guò)程，降溫有利于吸附，升溫有利于解吸。化學(xué)吸附是以化學(xué)鍵力或氫鍵力的作用下進(jìn)行的，其吸附過(guò)程是吸熱過(guò)程，與物理吸附過(guò)程相反，升溫有利于吸附。物理吸附和化學(xué)吸附往往共存于同一吸附過(guò)程中，所以選擇合適的溫度是吸附的重要影響因素。廖仁春等利用高嶺石-MBT插層復(fù)合體吸Pb2+離子時(shí)，發(fā)現(xiàn)高嶺石-MBT吸附水溶液中Pb2+離子存在一個(gè)最佳溫度(25℃)。就是因?yàn)楦邘X石-MBT夾層復(fù)合體吸附Pb2+離子時(shí)，同時(shí)發(fā)生物理吸附和化學(xué)吸附，這就必然使吸附存在一個(gè)最佳溫度。

（4）重金屬離子濃度與吸附劑用量的比值

在一定范圍內(nèi)，C0/M值越大，則單位吸附劑的吸附量越大直至吸附飽和，但越過(guò)這一范圍可能就適得其反了。同時(shí)C0/M值的選取要兼顧重金屬離子的有效去除與吸附劑的充分利用，適當(dāng)提高C0/M值有利于吸附劑的有效利用。一般而言，在吸附劑達(dá)到飽和前，隨著初始濃度的增加，吸附達(dá)到平衡時(shí)，被吸附的重金屬量是增加的，如JieZhuang等分別用各種改性的蒙脫石、高嶺石、伊利石及沒(méi)有改性的原礦對(duì)Pb2+離子進(jìn)行吸附，發(fā)現(xiàn)各種吸附劑對(duì)離子吸附量都隨Pb2+離子初始濃度的增加而增加。但當(dāng)吸附劑的吸附達(dá)到飽和后，其對(duì)重金屬離子的吸附量不再變化。而且當(dāng)初始濃度較低時(shí)，隨著初始濃度的增加，吸附量增加的趨勢(shì)也較為明顯，當(dāng)濃度較大時(shí)，吸附量隨濃度增加而增加的幅度變小。如CynthiaA.Cole等用高嶺石對(duì)Pb2+和Cd2+的吸附顯示出：當(dāng)金屬離子的初始濃度<2mmol/L時(shí)，吸附量隨離子濃度的增加而劇烈增加，但當(dāng)初始濃度超過(guò)這個(gè)范圍時(shí)，增加曲線變得比較平緩。

（5）吸附劑對(duì)重金屬離子的選擇性

如2.3.4章節(jié)所示，非金屬礦物吸附劑對(duì)重金屬離子具有一定的選擇性，這與吸附劑構(gòu)造、功能團(tuán)及重金屬離子在水溶液中的狀態(tài)、大小、鍵能等因素有關(guān)，同時(shí)由于水體中重金屬離子一般以水合金屬離子M(H2O)n+x、強(qiáng)堿、金屬化合物、絡(luò)合物及金屬有機(jī)化合物等不同形態(tài)存在，這就更加促進(jìn)了吸附劑的吸附選擇性。2.3.4.6吸附劑的脫附

吸附劑處理含重金屬離子污水后，需要脫附再生才能再次投入使用。同時(shí)，脫附也是回收貴重金屬的途徑。常用的脫附劑主要有3大類：強(qiáng)酸、金屬鹽和絡(luò)合物等。強(qiáng)酸如HCl、H2SO4和HNO3作為脫附劑是利用脫附液中大量的氫離子與吸附的重金屬離子競(jìng)爭(zhēng)吸附位點(diǎn)，從而把被吸附的重金屬離子從吸附劑上洗脫下來(lái)；如PomthongMalakul等對(duì)用十六烷基苯甲基二甲基氨改性的蒙脫石進(jìn)行脫附。當(dāng)pH值降到3時(shí)，吸附在改性蒙脫石上的Cd離子的脫附率達(dá)到了99%。羅道成等對(duì)吸附了Pb2+、Cr3+和Ni2+的改性膨潤(rùn)土先用0.5mol/LHCl溶液進(jìn)行洗脫，過(guò)濾后再用去離子水洗至無(wú)氯離子，烘干，洗脫率可達(dá)到94%以上。而金屬鹽作為脫附劑是利用脫附液中的金屬離子與吸附的重金屬離子形成競(jìng)爭(zhēng)吸附，而使重金屬離子脫附。Jobstmann等就是利用金屬鹽NaNO3來(lái)脫附吸附了Cd離子蒙脫石和Al(OH)3聚合物改性的蒙脫石的。另外，利用絡(luò)合物，如EDTA也可以作為脫附劑對(duì)重金屬進(jìn)行脫附，它主要是通過(guò)對(duì)重金屬離子的絡(luò)合作用而進(jìn)行脫附。不同的吸附劑要選用不同的脫附劑，因而要根據(jù)實(shí)際情況選用脫附效率最好的脫附劑。2.4赤泥吸附劑的研究現(xiàn)狀 2.4.1赤泥的組成、來(lái)源與危害

赤泥，氧化鋁生產(chǎn)的副產(chǎn)物，因其為赤紅色泥狀而得名。赤泥是氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生 的最大廢棄物，也是氧化鋁生產(chǎn)所造成的最大污染源。

每生產(chǎn)一噸的氧化鋁大約要產(chǎn)生0.5～2.5噸的赤泥，每噸赤泥還附帶有3～4m3的含堿廢液。目前全世界每年產(chǎn)生約6000萬(wàn)噸赤泥，我國(guó)的赤泥排放量每年為400萬(wàn)噸以上，并且赤泥的總量有逐年上升的趨勢(shì)。

氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的大量廢渣（赤泥）采取濕法排放。大量強(qiáng)堿性廢水不論外排注入河湖或滲透地表地下，一方面將嚴(yán)重危害自然環(huán)境，造成土壤堿化、沼澤化、污染地表地下水源；另一方面由于大量堿流失，給氧化鋁生產(chǎn)造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。赤泥本身是一種不溶殘?jiān)怯杉?xì)顆粒（泥）和粗顆粒（砂）組成的廢泥。其數(shù)量很大，幾乎與生產(chǎn)的氧化鋁量相等。具有強(qiáng)堿性、高含水量、低強(qiáng)度、產(chǎn)出量高、占用土地量大等特點(diǎn)。赤泥的排放給生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，在資源日趨緊張、環(huán)境保護(hù)日趨重要的當(dāng)今社會(huì)，赤泥的綜合治理已成為人們所關(guān)注的焦點(diǎn)之一。赤泥中含有多種有價(jià)值的成分，大量資源尤其是稀有金屬損失在赤泥這一固體廢物中。

赤泥的物質(zhì)組成包括赤泥的化學(xué)組成和礦物組成，國(guó)內(nèi)外對(duì)赤泥的物質(zhì)組成進(jìn)行了較多研究。化學(xué)組成取決于鋁土礦的成分、氧化鋁的生產(chǎn)方法及生產(chǎn)過(guò)程中所加入的添加劑等。一般而言，拜耳法赤泥含有較高的氧化鐵和氧化鋁，礦物組成以針鐵礦、赤鐵礦為主；燒結(jié)法赤泥中氧化鈣和二氧化硅含量較高，礦物組成中以β—硅酸二鈣為主。表1-1為國(guó)內(nèi)赤泥化學(xué)含量一覽表。

目前對(duì)赤泥礦物物相的研究分析表明赤泥中各元素主要以方鈉石(Na2O·Al2O3·1.68SiO2·1.73H2O)、鈣霞石(3NaAlSiO4·NaOH)、赤鐵礦(Fe2O3)、一水硬鋁石〔AlO(OH)〕、金紅石(TiO2)、方解石(CaCO3)、水化石榴石(3CaO·Al2O3·ｍSiO2·ｎH2O)等礦物形態(tài)存在；赤泥中的稀土稀有金屬主要呈分散狀態(tài)不均勻地分布在赤泥各相中。2.4.2赤泥的可持續(xù)綜合利用 國(guó)外很早就對(duì)赤泥的回收利用進(jìn)行了研究，取得了一些科研成果并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)盡管很早就對(duì)赤泥的綜合利用進(jìn)行了嘗試，但是目前國(guó)內(nèi)除將部分赤泥用于生產(chǎn)水泥和紅泥塑料制品外，絕大部分的赤泥尚未得到有效利用。

概括起來(lái)，赤泥可有以下用途：紅色顏料、酸性土壤調(diào)節(jié)劑、有價(jià)值元素回收、合成肥料、鑄鐵生產(chǎn)、建筑材料、水泥、水煤氣的催化劑、橡膠和塑料工業(yè)的填料、廢水、廢氣的處理等。下面分成幾個(gè)部分講述赤泥的利用現(xiàn)狀。2.4.2.1回收有價(jià)金屬

由于國(guó)內(nèi)外赤泥成分的差異，國(guó)外對(duì)從赤泥中回收有價(jià)金屬研究較多，有的已投入生產(chǎn)，但國(guó)內(nèi)研究尚未取得較大進(jìn)展。

（1）回收鐵的研究

國(guó)外研究最多的是拜耳法赤泥，因其含有較高的氧化鐵，首先考慮用作煉鐵的原料。前蘇聯(lián)、日本、美國(guó)、匈牙利等國(guó)家做了許多回收赤泥中鐵的研究，并取得一定的進(jìn)展。

目前國(guó)內(nèi)一些鋁業(yè)公司也紛紛與各科研所、高等院校合作，致力于鐵的回收工藝研究，取得顯著成效。

（2）回收鈦的研究

赤泥中鈦的回收主要利用酸處理法，目前印度、土耳其等國(guó)家在鹽酸浸取的赤泥礦中提取鈦等金屬離子的方法已日趨成熟。

國(guó)內(nèi)在這方面所進(jìn)行的研究報(bào)道不多，在這方面的研究還需要進(jìn)一步開(kāi)展。（3）提取鈧的研究

由于鈧在退火狀態(tài)有較高的強(qiáng)度與密度比值等特點(diǎn)，在現(xiàn)代科技起著重要的作用。鈧可以制作成特殊功能材料，廣泛用于航天、核能、電光源等領(lǐng)域。把赤泥看作第二資源，從中回收鈧等稀土稀有元素具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。國(guó)外正在研究開(kāi)發(fā)從赤泥提取鈧和稀土工藝，已取得一定成果，我國(guó)則處在研究的起步階段。2.4.2.2用做生產(chǎn)建筑材料

在我國(guó)，赤泥利用比較成功的是生產(chǎn)建筑材料，國(guó)內(nèi)外實(shí)踐表明，用赤泥可生產(chǎn)出多種型號(hào)的水泥。每生產(chǎn)一噸水泥可利用赤泥400kg，根據(jù)長(zhǎng)期實(shí)踐，采用濕法工藝生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥的質(zhì)量達(dá)到普通硅酸鹽水泥的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并具有早強(qiáng)、抗硫酸鹽等優(yōu)越性能。

20世紀(jì)90年代初，山東鋁廠就已形成水泥生產(chǎn)能力110萬(wàn)噸，每年可處理赤泥量為35萬(wàn)噸。

利用赤泥為主要原料可生產(chǎn)多種磚，如免蒸燒磚、粉煤灰磚、黑色顆粒料裝飾磚、陶瓷釉面磚等。赤泥在建材工業(yè)中還有許多其它用途，如生產(chǎn)玻璃、制塑料填料、防滲材料、鋪路等，目前已有部分投入生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。不過(guò)目前赤泥的使用量仍很低，這是由于赤泥中含有大量堿液，有的赤泥中尚含有U、Th、Sc、La、Y、Ta、Nb、Cr等放射性元素和稀有金屬，如長(zhǎng)期處在這類建材中，將直接危害人體健康。2.4.2.3赤泥在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

燒結(jié)法赤泥經(jīng)脫水、在120～300℃烘干活化并磨至粒徑為90～150μm而制成硅鈣農(nóng)用肥料。其主要作用機(jī)理是通過(guò)改善植物的細(xì)胞組織，使植物形成硅化細(xì)胞從而改善作物果實(shí)的品質(zhì)，提高農(nóng)作物生育的生理效能和抗逆性能、提高產(chǎn)量。實(shí)踐表明，使用在缺硅的土壤中可使農(nóng)作物增產(chǎn)8%～15%。但目前對(duì)這一技術(shù)很少使用，其原因是長(zhǎng)期使用容易引起滲漏，從而造成地下水污染。由于赤泥中含有的堿分，也可用于酸性土壤的改良劑。2.4.2.4赤泥在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

拜耳法赤泥經(jīng)熱處理后可形成多孔結(jié)構(gòu)，其比表面積可達(dá)40～70m2/g。正由于其具有多孔結(jié)構(gòu)和較大的比表面積，所以可用于環(huán)境污染治理。國(guó)內(nèi)外已有許多專家致力于赤泥吸附劑對(duì)廢水凈化應(yīng)用的研究，利用赤泥吸附劑對(duì)廢水的砷、鎘、磷、氟等的去除。

但由于赤泥本身含有大量的化學(xué)物質(zhì)，用于廢水中起吸附作用的赤泥存在于水中勢(shì)必對(duì)水的濁度和毒性有一定的影響，因此就目前的技術(shù)條件，直接使用赤泥作為廢水的凈化劑在實(shí)際運(yùn)用中是不可行的。

可以用赤泥處理的廢氣有SO2、HS、NOX、CO2等污染氣體，處理效果較為顯著。2.4.3赤泥吸附劑的應(yīng)用 2.4.3.1赤泥水處理吸附材料

目前，越來(lái)越多的人將目光關(guān)注到了赤泥在環(huán)境工程領(lǐng)域應(yīng)用上面，主要研究了赤泥在污水和廢氣的治理方面的應(yīng)用，“以廢治廢”的研究目前正在逐漸引起國(guó)內(nèi)外的重視。

（1）作為某些廢水的澄清劑

印度的Namasivayam開(kāi)發(fā)了非常規(guī)的吸附劑赤泥用于去除水中的染料和重金屬。廢物赤泥作為吸附劑，用蒸餾水充分洗滌去除其中的細(xì)小顆粒(<53μm)，在60℃烘干5小時(shí)。粉末用于之后的吸附研究。吸附試驗(yàn)采用如下方法進(jìn)行：在正常pH值下(7.3)取50ml染料溶液與250mg吸附劑混合置于玻璃瓶中，在室溫下(32±2℃)用攪拌機(jī)以140rpm轉(zhuǎn)速攪動(dòng)。采用離心分離的方法使染料溶液與吸附劑分離。使用分光光度計(jì)測(cè)試在最大吸附波長(zhǎng)的條件下，去除染料后溶液中吸光度的變化。在研究中，考慮以下參數(shù)：染料濃度、吸附劑劑量、攪拌時(shí)間以及pH值。吸附符合一級(jí)反應(yīng)速率方程，吸附平衡數(shù)據(jù)遵守Langmuir和Freundlich吸附等溫線。赤泥對(duì)于染料的吸附能力為4.05mg/g，在pH值為2.0時(shí)吸附的效果最佳。pH值以及解析作用的研究表明，吸附機(jī)制多為離子交換。

（2）去除重金屬離子

VinodK.GUPTA等人研究并討論了在從水中去除金屬離子的過(guò)程中多種因素的影響。其試驗(yàn)方法為，赤泥首先在室溫下用過(guò)氧化氫浸泡24小時(shí)，氧化成粘著狀的有機(jī)混合物，并反復(fù)用雙倍蒸餾水沖洗。所得產(chǎn)物在100℃下干燥，冷卻，之后再于馬弗爐中與空氣接觸在500℃活化3小時(shí)。這其中包含的影響因素有pH值、吸附劑量、吸附液濃度、溫度、粒徑大小等。對(duì)于其它共存的金屬離子或者表面活性劑在去除Pb2+和六價(jià)鉻離子過(guò)程中的影響也進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，赤泥能夠成功地去除較大濃度范圍的Pb2+和六價(jià)鉻離子。吸附柱研究結(jié)果也表明此種產(chǎn)品可在工業(yè)規(guī)模下使用，吸附劑的再生效果較好。

土耳其的H.SonerAltundogan進(jìn)行了利用赤泥作為砷的可替換的吸附劑的研究。對(duì)于原料赤泥用蒸餾水淋洗五次，其過(guò)程為混合、沉淀、倒出，最后所得的懸浮物經(jīng)過(guò)濾得到殘余固體，在105℃下烘干，在研缽內(nèi)研磨，篩濾全部通過(guò)200目篩子。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)處理過(guò)的赤泥具有吸附三價(jià)砷和五價(jià)砷的特性。在25℃，濃度為133.5μmol/L(10mg/L)，赤泥劑量為20g/L時(shí)，三價(jià)砷和五價(jià)砷吸附平衡時(shí)間分別為45分鐘和90分鐘。其最適宜pH值分別為9.5和3.2。其相應(yīng)的吸附密度分別為4.31和5.07μmol/g。對(duì)于砷的這兩種價(jià)態(tài)的物質(zhì)，其平衡時(shí)間均符合Lagergren方程。吸附等溫線試驗(yàn)也表明實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)很好的符合了Langmuir方程。基于溫度試驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行的熱力學(xué)計(jì)算指出三價(jià)砷的吸附反應(yīng)為放熱反應(yīng)，而五價(jià)砷的吸附反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。

土耳其的Resatapak使用赤泥和粉煤灰作為廉價(jià)吸附劑，研究吸附去除污水中的重金屬離子的可能性。將赤泥用水淋洗至中性pH值，在進(jìn)行吸附試驗(yàn)之前烘干并篩分。赤泥也需進(jìn)行酸化處理，經(jīng)水洗并烘干的赤泥置于10％的鹽酸溶液中，沸騰2小時(shí)，過(guò)濾，用水洗滌，篩分。在600℃時(shí)馬弗爐內(nèi)焙燒4小時(shí)，所得活化后赤泥大部分用濕法篩分的粒徑均小于200目。對(duì)于重金屬混合溶液吸附的研究表明赤泥和粉煤灰已經(jīng)顯示出了對(duì)于重金屬較強(qiáng)的吸附能力，其吸附性能排序?yàn)椋篊u＞Pb≥Cr。實(shí)驗(yàn)所得的Langmuir方程擬合吸附量基本與金屬吸附等溫線模型相吻合。赤泥對(duì)于銅、鉛、鉻金屬的吸附基本上是不可逆的，金屬不可能從其中浸出，而后進(jìn)入碳酸或者重碳酸鹽緩沖溶液。但這些載有金屬而失效的赤泥需經(jīng)固化成為對(duì)環(huán)境無(wú)害的安全狀態(tài)，這樣就同時(shí)達(dá)到了污水處理和固體廢棄物處置兩方面的目標(biāo)。

西班牙的E.Lopez等人用制得的濕潤(rùn)赤泥與CaSO4形成在水中性質(zhì)穩(wěn)定的凝聚物研究了其對(duì)于重金屬的吸附，對(duì)于Cu2+、Zn2+、Ni2+和Cd2+離子，赤泥的這種凝聚物表現(xiàn)出了較強(qiáng)的親和力。赤泥凝聚體對(duì)于Cu2+、Zn2+、Ni2+、Cd2+具有最大的吸附能力分別為19.72、12.59、10.95、10.57mg/g。在吸附柱實(shí)驗(yàn)中，將赤泥凝聚體裝入吸附柱中，對(duì)于城市污水處理場(chǎng)的二次出水進(jìn)行了滲濾處理，對(duì)于P、Ni2+、Cu2+、Zn2+的凈化效率分別為100％、100％、68％、56％。

（3）去除水中無(wú)機(jī)鹽離子

赤泥作為一種廉價(jià)的吸附劑用于磷酸鹽的吸附，在70年代末就已經(jīng)引起重視。當(dāng)存在較大劑量的赤泥時(shí)，對(duì)于去除生活污水中的磷具有很好的效果。然而由于一些赤泥顆粒仍然存在于水中，使得水體渾濁且有毒性，并且極大地限制了污泥的產(chǎn)生。由此，直接利用赤泥作為一種工業(yè)磷酸鹽的沉淀劑是不可行的。土耳其的G..Akay等人采用正交流動(dòng)微量過(guò)濾法去除水中的磷酸鹽，利用赤泥作為其中的吸附劑。結(jié)果表明，磷酸鹽離子在此過(guò)程中表現(xiàn)為赤泥膠體顆粒的絮凝劑，因此塊狀赤泥過(guò)濾的結(jié)果為壓縮性濾餅的形成。磷酸鹽與赤泥濃度的比率以及硫離子等協(xié)同離子的濃度可以對(duì)調(diào)整pH值有一定的作用。在一定的濃度和pH值條件(一般pH值為5.2)下，滲透流量和磷酸鹽去除兩者均達(dá)到最大值，即為100％去除。滲透液中 還包含赤泥中的金屬離子雜質(zhì)，這些金屬粒子的濃度隨赤泥濃度的增加、pH值的降低而增加。

西班牙的E.Lopez等人對(duì)于赤泥用于廢水處理的可能性進(jìn)行了評(píng)估。制備了赤泥和8％硫酸鈣的潤(rùn)濕混合物，用此種凝聚物對(duì)磷進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)，接觸時(shí)間分別為3、6、24、48小時(shí)，結(jié)果表明在快反應(yīng)和慢反應(yīng)中吸附均是可行的。同樣地，將保留在赤泥凝聚體吸附柱上磷的實(shí)驗(yàn)吸附曲線與MCMFIT模擬示蹤曲線進(jìn)行對(duì)比，表明快吸附反應(yīng)和慢吸附反應(yīng)均可發(fā)生。綜合考慮快吸附反應(yīng)和慢吸附反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，實(shí)際磷的保留是可以預(yù)測(cè)的。美國(guó)用堿性的赤泥除去HF、AlF3、碳氟化合物冷卻劑等制備過(guò)程中產(chǎn)生的含氟酸性廢水。含堿液的赤泥漿能有效地沉淀溶液中的F-，形成近中性的漿，其含氟量由原來(lái)的3500mg/L下降到30mg/L。該方法比通常的石灰法更有效。

（4）吸附廢水中的放射性金屬離子

土耳其的ResatApat等人研究用赤泥吸附水中的放射性元素Cs137、Sr90。赤泥使用前要經(jīng)過(guò)水洗、酸洗、熱處理三個(gè)步驟，以產(chǎn)生類似吸附劑的水合氧化物。赤泥的表面處理有助于Cs137吸附，但熱處理對(duì)赤泥表面吸附Sr90的活性點(diǎn)不利，導(dǎo)致對(duì)Sr90吸附能力不高。據(jù)日本報(bào)道，用酸活化過(guò)的赤泥吸附水中的鈾然后用堿液解析，鈾回收率達(dá)97%，使用過(guò)的赤泥可用35%鹽酸再生。

上述研究報(bào)道表明，赤泥處理廢水的適應(yīng)面廣，既可處理含放射性元素、重金屬離子、非金屬離子廢水，也可用于廢水的脫色、澄清，而且經(jīng)赤泥處理的廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。另外，使用過(guò)的赤泥可完全(或部分)再生。赤泥處理廢水的方法簡(jiǎn)單、成本低，使用前景較好。2.4.3.2赤泥廢氣吸附材料

赤泥治理廢氣的方法可分為干法、濕法兩種。干法是利用赤泥中的某些組分的吸附能力吸附廢氣，濕法是將赤泥中的堿成分與酸性氣體反應(yīng)，不論干法還是濕法處理廢氣的效果都較好。可用赤泥處理廢氣的種類包括二氧化硫、硫化氫、氮氧化物、二氧化碳等污染氣體。

日本曾將赤泥在105℃干燥，然后在450℃焙燒1h活化。活化后的赤泥可應(yīng)用于500℃下吸附流量為106～115mL/min、含量為18%的來(lái)自火力發(fā)電廠、制造業(yè)煙囪中的SO2，脫硫效率為100%。循環(huán)10次后，脫硫效率仍達(dá)93.6%。

采用拜耳法赤泥脫除廢氣SO2的研究。干法脫硫時(shí)，每公斤赤泥吸收SO2為11.3g，脫硫率50%；濕法脫硫時(shí)，每公斤赤泥吸附SO2為16.3g，脫硫率約90%，Shultz.ForestG.曾研究赤泥脫除537.8～815.6℃的廢氣中的H2S。在537.8℃、676.7℃、815.6℃下分別吸附16.0%、24.0%、45.1%(wt.)的H2S，使用過(guò)的赤泥可用空氣完全再生。

另外國(guó)外近期開(kāi)展的研究還表明赤泥在氮氧化物吸收和二氧化碳的吸收上具有一定的作用。

3.吸附材料概述

3.1概述

3.1.1 吸附材料的種類

4.案例及市場(chǎng)分析

4.1概述

4.1.1 吸附材料的種類

5.技術(shù)方及相關(guān)專利

第二篇：重金屬調(diào)研報(bào)告

重金屬調(diào)研報(bào)告

重金屬污染：指由重金屬或其化合物造成的環(huán)境污染。主要由采礦、廢氣排放、污水灌溉和使用重金屬制品等人為因素所致。因人類活動(dòng)導(dǎo)致環(huán)境中的重金屬含量增加，超出正常范圍，并導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量惡化。其危害程度取決于重金屬在環(huán)境、食品和生物體中存在的濃度和化學(xué)形態(tài)。重金屬污染主要表現(xiàn)在水污染中，還有一部分是在大氣和固體廢物中。2011年4月初，我國(guó)首個(gè)“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃——《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》獲得國(guó)務(wù)院正式批復(fù)，防治規(guī)劃力求控制5種重金屬。國(guó)家總量控制的重金屬主要有五種，即汞、鉻、鎘、鉛和類金屬砷。由于重金屬污染排放的區(qū)域性非常明顯，所以在總量控制指標(biāo)上，區(qū)分為重點(diǎn)區(qū)域與非重點(diǎn)區(qū)域。“重點(diǎn)區(qū)域”，包括內(nèi)蒙古、江蘇、浙江、江西、河南、湖北、湖南、廣東、廣西、四川、云南、陜西、甘肅、青海等14個(gè)重點(diǎn)省份和138個(gè)重點(diǎn)防護(hù)區(qū)。《規(guī)劃》確定了4452家重點(diǎn)防控企業(yè)。重金屬污染綜合防治的投資主體通常有三方，企業(yè)、地方政府和中央政府。但目前，三者之前的責(zé)任范圍和投資范圍并不甚清晰，主要以企業(yè)和地方政府投入為主。

《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》基本思路是“源頭預(yù)防、過(guò)程阻斷、清潔生產(chǎn)、末端治理”，以重點(diǎn)防控區(qū)、重點(diǎn)防控行業(yè)、重點(diǎn)污染源防治為主要內(nèi)容。

采礦、冶煉、鉛蓄電池、皮革及其制品、化學(xué)原料及其制品五大行業(yè)成為重金屬污染防治的重點(diǎn)行業(yè)。

重金屬在大氣、水體、土壤、生物體中廣泛分布，而底泥往往是重金屬的儲(chǔ)存庫(kù)和最后的歸宿。當(dāng)環(huán)境變化時(shí)，底泥中的重金屬形態(tài)將發(fā)生轉(zhuǎn)化并釋放造成污染。重金屬不能被生物降解，但具有生物累積性，可以直接威脅高等生物包括人類，有關(guān)專家指出，重金屬對(duì)土壤的污染具有不可逆轉(zhuǎn)性，已受污染土壤沒(méi)有治理價(jià)值，只能調(diào)整種植品種來(lái)加以回避。因此，底泥重金屬污染問(wèn)題日益受到人們的重視

國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所環(huán)境修復(fù)研究中心主任陳同斌研究員表示，中國(guó)的重金屬污染在北方只是零星分布，而在南方則比較密集。他根據(jù)調(diào)查估算，重金屬污染中國(guó)耕地10%左右的可能性較大。其中，受鎘污染和砷污染的比例最大，約分別占受污染耕地的40%左右。珠三角40%農(nóng)用地重金屬超標(biāo)國(guó)家環(huán)保部門(mén)組織的《典型區(qū)域土壤環(huán)境質(zhì)量狀況探查研究》調(diào)查顯示，珠三角部分城市有近40%的農(nóng)田菜地土壤重金屬污染超標(biāo)，其中10%屬嚴(yán)重超標(biāo)。珠三角調(diào)查區(qū)域中重金屬超標(biāo)元素主要為：鎘、汞、砷、銅、鎳。其中，土壤中汞含量明顯增高，增加幅度多在70%—150%。調(diào)查中約有50%調(diào)查區(qū)土壤中鉛含量水平明顯增高，增高幅度大多在30%左右。2008年發(fā)布的《廣東省海洋環(huán)境質(zhì)量公報(bào)》顯示，珠江、深圳河等河流攜帶入海的重金屬和類金屬砷超過(guò)1.2萬(wàn)噸。中科院華南植物園李志安教授告訴南方日?qǐng)?bào)記者，近年他參與的珠三角污染土壤修復(fù)工作，都是灌溉水被周邊企業(yè)排放影響，導(dǎo)致重金屬污染農(nóng)田為主。“目前的重金屬土壤修復(fù)技術(shù)還很不成熟，最快也要兩三年才能修復(fù)到可耕種水平，而且修復(fù)并不等于把重金屬完全消除，只是把它濃度降低。如果不修復(fù)，重金屬一般可以殘留幾十年，例如鉛可以在農(nóng)田上殘留100年。”

據(jù)工信部的《電池行業(yè)重金屬污染綜合預(yù)防方案》顯示，電池行業(yè)重金屬耗用量大，生產(chǎn)、回收、再生等環(huán)節(jié)重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)高。含汞扣式電池、含汞鋅錳電池、鎘鎳電池廢棄后作為普通垃圾處理，存在重金屬污染隱患。

國(guó)內(nèi)尚未就燃煤電廠汞排放制定控制措施，汞排放的基本信息也相當(dāng)匱乏。截至目前，燃煤電廠對(duì)汞污染的控制僅限于規(guī)劃階段，而試點(diǎn)工作將由五大電力巨頭共同完成——“愿意減排多少，考驗(yàn)著超級(jí)國(guó)企們對(duì)環(huán)境內(nèi)政的責(zé)任感”。

改良和治理土壤重金屬污染的方法主要有：沉淀法、淋洗法、拮抗法、電化法、磁化法。這些方法具有投資成本太高，只能用于污染非常嚴(yán)重的地點(diǎn)等共同缺點(diǎn)。近年來(lái)，北美和歐洲的經(jīng)驗(yàn)表明、植物修復(fù)技術(shù)是修復(fù)和治理污染環(huán)境的最佳途徑。由于不同作物種類或品種對(duì)重金屬的吸收能力可以相差10一10000倍。因此，在污染土壤的改良扣利用方面，植物修復(fù)技術(shù)具有良好的應(yīng)用前景，譬如：在污染土壤中，通過(guò)選種重金屬吸收能力較弱的植物種類或作物品種，可降低農(nóng)產(chǎn)品的重金屬含量。它具有投入少，運(yùn)行和維護(hù)成本低，不會(huì)產(chǎn)生二次污染和能夠大面積推廣等特點(diǎn)，具有廣闊商業(yè)前景。植物修復(fù)技術(shù)在北美和歐洲國(guó)家將擁有巨大的市場(chǎng)。

近十幾年來(lái)，有關(guān)學(xué)者對(duì)我國(guó)不同地區(qū)（點(diǎn)）的土壤污染狀況、土壤一植物系統(tǒng)重金屬遷移轉(zhuǎn)化機(jī)理、土壤重金屬污染的臨界值、重金屬的土壤環(huán)境背景值和環(huán)境容量、土壤重金屬污染防治措施等開(kāi)展了研究。目前我國(guó)在土壤重金屬污染的改良和利用方面仍停留在零星、分散的理論探索階段，針對(duì)城市重金屬污染土壤及蔬菜的研究仍不多見(jiàn)。“在植物修復(fù)技術(shù)研

根據(jù)我國(guó)人多地少、農(nóng)業(yè)產(chǎn)品短缺的基本國(guó)情，在城郊土壤中種值吸收重金屬能力較弱的高產(chǎn)蔬菜品種，是我國(guó)污染土壤利用和蔬菜衛(wèi)生品質(zhì)提高的一個(gè)切實(shí)可行的措施。

水體重金屬污染的修復(fù)方法：主要有物化法和生態(tài)修復(fù)法。

物化法主要包括沉淀、絮凝和吸附法。沉淀作用在于通過(guò)提高水體PH 使重金屬以氫氧化物或碳酸鹽的形式從水中分離出來(lái)。絮凝作用普遍采用鐵鹽鋁鹽及其改性材料作絮凝劑。但是這兩種方法對(duì)水體環(huán)境的傷害非常大，使用不當(dāng)會(huì)造成水體理化性質(zhì)的破壞。吸附法是利用多孔性固態(tài)物質(zhì)吸附水中污染物來(lái)處理廢水的一種傳統(tǒng)方法。目前主要的吸附劑有活性炭粉、煤灰殼、聚糖竹炭及它們的改良產(chǎn)物等。礦物質(zhì)吸附表面研究已深入到分子水平，對(duì)具有一定吸附、過(guò)濾和離子交換功能的天然礦物進(jìn)行合理改善是提高環(huán)境礦物材料性能的新途徑。如通過(guò)鐵氧化物改變石英砂的表面性質(zhì)所得到的吸附劑對(duì)銅鉛鎘的去除率可達(dá)99%.生態(tài)修復(fù)法是利用水生植物水生動(dòng)物等對(duì)重金屬離子進(jìn)行吸收、容納、轉(zhuǎn)移，從而使水體得到凈化的一種方法。

常見(jiàn)的浮水及挺水植物如浮萍、香蒲、水鱉、中華慈菇、蘆葦、空心蓮子草等，在銅、鉛和鋅等重金屬?gòu)?fù)合污染水域的植物治理中有著較大的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景而水生動(dòng)物修

復(fù)則主要利用水體底棲動(dòng)物來(lái)降低水體重金屬的含量海

灣扇貝在不同濃度鎘離子的海水中培養(yǎng)時(shí)鎘離子在其體內(nèi)

積累且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)鎘離子濃度的增加富集量也增加

這表明海灣扇貝對(duì)鎘具有較強(qiáng)的富集能力另外紫貽貝在平衡狀態(tài)下的生物體內(nèi)重金屬含量隨著外部水體濃度的增

加而增加且基本呈正相關(guān)這說(shuō)明紫貽貝是比較理想的重

金屬汞鎘鉛污染的指示生物此外濕地系統(tǒng)也具有很高的重金屬凈化能力如美國(guó)福羅里達(dá)州大型濕地污水處理

系統(tǒng)其中生長(zhǎng)的蘆葦對(duì)污水中重金屬錳鉻的凈化能力分

別達(dá)到 和濕地污水處理系統(tǒng)因此以其特有的美

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觀性高效性在重金屬污染治理方面具有廣闊的前景

第三篇：2013129IT行業(yè)重金屬污染調(diào)研報(bào)告第六期發(fā)布會(huì)

2013.1.29IT行業(yè)重金屬污染調(diào)研報(bào)告第六期發(fā)布會(huì)

主持人：大家好！我是來(lái)自自然之友的公眾參與事物專員常成，我為大家來(lái)主持今天的新聞發(fā)布會(huì)。如果大家來(lái)的路上注意到北京的天氣的話，這又是一天讓人很失望的天空。我們生活在這樣的城市里，經(jīng)常會(huì)見(jiàn)證到污染，見(jiàn)證到這樣的一些非常惡劣的環(huán)境和我們的接觸。在這個(gè)過(guò)程中，我們見(jiàn)證了一些焦慮、見(jiàn)證了一些無(wú)力感，所以我們今天把大家聚集在這個(gè)屋子里是因?yàn)槲覀兛梢宰尨蠹乙?jiàn)證一些改變。2010年4月份開(kāi)始，自然之友以及環(huán)友科技等從最開(kāi)始的20余家到現(xiàn)在的40多家的綠色選擇聯(lián)盟，聯(lián)合發(fā)起了關(guān)于IT重金屬污染的系列調(diào)研。從最早的三期綜合性的關(guān)注大量的品牌，到最近的蘋(píng)果的另一面，我們開(kāi)始關(guān)注某些個(gè)別品牌的表現(xiàn)，到今天我們想有一個(gè)很綜合的重新的闡釋。在這個(gè)過(guò)程中，可能原來(lái)蘋(píng)果的果粉會(huì)不停地期待著一個(gè)頭上沒(méi)有一個(gè)很多頭發(fā)的很有魅力的老人為他們發(fā)布新的蘋(píng)果產(chǎn)品，在這個(gè)過(guò)程中他們慢慢地也要習(xí)慣另外一位頭上沒(méi)有很多頭發(fā)的，有很大魅力的專家學(xué)者為大家展示蘋(píng)果的另一面，這位就是來(lái)自公眾研究環(huán)境中心的馬軍主任，他將為展示蘋(píng)果的兩次另一面之后有沒(méi)有新的表現(xiàn)。下面我要為大家介紹一些今天到場(chǎng)的嘉賓，清華大學(xué)當(dāng)代中國(guó)研究中心教授李楯老師。中國(guó)社科院環(huán)境與發(fā)展研究中心副主任研究員鄭易生老師。商道縱橫咨詢機(jī)構(gòu)創(chuàng)辦人郭沛源博士。亞洲環(huán)境信息中心主任廣瀨稔也。日本駐華使館環(huán)境一秘岡崎雄太。松下公司環(huán)境推進(jìn)部趙向東、董旭。還有NRDC美國(guó)自然資源保護(hù)委員會(huì)的王炎老師以及他們的團(tuán)隊(duì)，來(lái)自地球村的王新濤（音），來(lái)自SEE基金會(huì)資助部的向春（音），當(dāng)然還有SEE阿拉善機(jī)構(gòu)的郭霞（音）女士。謝謝SEE基金會(huì)一直以來(lái)對(duì)我們這個(gè)項(xiàng)目的支持。

下面我們就把時(shí)間交給另外一個(gè)頭上頭發(fā)不是很多的很有人格魅力的老師給我們介紹一下今天蘋(píng)果怎么樣了，今天的IT重金屬污染狀態(tài)怎么樣。有請(qǐng)馬軍老師！

馬軍：感謝常成的介紹。今天特別歡迎大家來(lái)到這樣的一個(gè)發(fā)布會(huì)，我想正如常成所介紹的我們也經(jīng)過(guò)了這樣的歷程，今天終于可以對(duì)一個(gè)品牌現(xiàn)在所取得一些進(jìn)展終于可以有這樣一個(gè)階段性的報(bào)告了。在2009年曾經(jīng)發(fā)生一系列的重金屬中毒事件，數(shù)以千計(jì)的民眾健康受到了傷害。當(dāng)時(shí)幾家環(huán)保組織決定要推動(dòng)IT產(chǎn)業(yè)污染的防治特別是包括中間的重金屬和有害物質(zhì)的排放。在2010年4月發(fā)布了第一期產(chǎn)業(yè)鏈的污染問(wèn)題的調(diào)研報(bào)告，凸顯出產(chǎn)業(yè)鏈上還是存在著很多污染甚至是毒害的問(wèn)題。當(dāng)時(shí)我們第一期是和29個(gè)IT品牌進(jìn)行了溝通，在經(jīng)歷了一個(gè)過(guò)程之后，其中有28個(gè)他們都表示了愿意和環(huán)保組織進(jìn)行溝通，愿意做一些推動(dòng)，但只有一個(gè)品牌，當(dāng)時(shí)是蘋(píng)果提到有一個(gè)長(zhǎng)期的政策就是不披露，我們不得不對(duì)它進(jìn)行了專項(xiàng)的調(diào)研。第一期的報(bào)告在2011年1月份，第二期報(bào)告是2011年8月31日。

經(jīng)過(guò)了這樣的兩期報(bào)告之后蘋(píng)果發(fā)生了一些改變，我們也可以看到他們轉(zhuǎn)變的歷程還是相當(dāng)?shù)卦谶^(guò)程中還是有很多的事情發(fā)生了。這些轉(zhuǎn)變實(shí)際上是源于多方的推動(dòng)，網(wǎng)友、消費(fèi)者他們的推動(dòng)我覺(jué)得是特別地重要，應(yīng)該有很多的網(wǎng)友給蘋(píng)果寫(xiě)了信，包括在網(wǎng)上發(fā)起的一些給予我手機(jī)的活動(dòng)，今天郭霞也在場(chǎng)她也是這個(gè)活動(dòng)的積極的推動(dòng)者。包括了視頻大概在兩周的時(shí)間就被下載了14萬(wàn)次，當(dāng)然還有其他的包括員工和社區(qū)、投資者、蘋(píng)果電信企業(yè)客戶、學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)，中外NGO也一直在推動(dòng)在做調(diào)研，這就包括了今天在場(chǎng)的來(lái)自于東亞研究所的廣瀨稔也先生，他們也一直在推動(dòng)，還有美國(guó)的NRDC這個(gè)機(jī)構(gòu)也在場(chǎng)，他們的推動(dòng)也是非常有力量的，還有太平洋環(huán)境組織等多家機(jī)構(gòu)都在推動(dòng)。中國(guó)有綠色選擇的除了今天五家單位還一共有46家環(huán)保組織，包括向春所在的重慶兩江也是46家之一。

中外媒體的推動(dòng)也非常地重要，今天對(duì)媒體朋友一直以來(lái)對(duì)整個(gè)IT產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈清楚污染的調(diào)研的一個(gè)支持我們也表示特別的感謝，對(duì)你們的關(guān)注表示特別的感謝。我們也提到了駐華使館，岡崎雄太先生以及他的前任都一直在推動(dòng)這個(gè)事情，包括有了日本企業(yè)有很多的進(jìn)展，跟使館的推動(dòng)是分不開(kāi)的。蘋(píng)果的轉(zhuǎn)變是從10年4月份在這個(gè)過(guò)程中，一直是沒(méi)有什么進(jìn)展的，但是到第二次報(bào)告發(fā)出了之后半個(gè)月的時(shí)間，有了第一次的交流，之后也經(jīng)過(guò)了一系列的溝通談判才走到了今天。這個(gè)轉(zhuǎn)變可以說(shuō)也有一些關(guān)鍵的時(shí)刻，包括2011年10月31日，當(dāng)時(shí)在蘋(píng)果的足部NRDC的葛琳女士還有中國(guó)環(huán)保組織，經(jīng)過(guò)了5個(gè)小時(shí)長(zhǎng)時(shí)間的溝通之后，應(yīng)該說(shuō)在比較激烈的過(guò)程中，最后蘋(píng)果的高管總結(jié)發(fā)言說(shuō)，作為蘋(píng)果我們?cè)诠?yīng)鏈管理中也需要透明度。這個(gè)在我看來(lái)也是一個(gè)非常關(guān)鍵的時(shí)刻。

蘋(píng)果公司制所以這次認(rèn)為還是向前邁進(jìn)了，并不是說(shuō)它現(xiàn)在已經(jīng)在33個(gè)品牌里排到了第一位，但他在有一個(gè)方向上確實(shí)是做到了其他的品牌沒(méi)有到的程度，也就是在材料供應(yīng)商的推動(dòng)方面，蘋(píng)果公司邁出了比較大的步伐。材料供應(yīng)商材料的生產(chǎn)是整個(gè)IT產(chǎn)業(yè)污染最重的一部分，這里面像印刷電路板、金屬外殼、包裝材料、微芯片污染都是很重的。尤其是作為PCB，廣泛地應(yīng)用各種IT產(chǎn)品里，但它的污染和資源消耗是非常突出的。蘋(píng)果公司實(shí)際上是在和環(huán)保組織的溝通中，最后大家達(dá)成了共識(shí)說(shuō)這個(gè)方向是應(yīng)該著力推動(dòng)的，因?yàn)檫@就是這個(gè)行業(yè)非常具有指標(biāo)性的污染的環(huán)節(jié)，如果要推動(dòng)就應(yīng)該從這個(gè)環(huán)節(jié)入手。中國(guó)確實(shí)是一個(gè)PCB制造的中心，中國(guó)的產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于世界其他的地區(qū)，并且還在繼續(xù)向上增長(zhǎng)，可以看到這些年已經(jīng)逐步地轉(zhuǎn)移了出來(lái)，甚至現(xiàn)在還在進(jìn)一步比較大幅度地在下降。但是在中國(guó)印度的增長(zhǎng)率比較高，但實(shí)際上所占的份額是進(jìn)小的。中國(guó)在一個(gè)極大份額的情況下還依然地在高速地向前增長(zhǎng)。PCB被廣泛的應(yīng)用于消費(fèi)電子，個(gè)人電腦產(chǎn)品、通信業(yè)都廣泛地使用它，70%是用于這些環(huán)節(jié)。生產(chǎn)過(guò)程中主要的影響包括了工藝廢水的排放，同時(shí)是高耗水的項(xiàng)目。PCB的生產(chǎn)供應(yīng)商還很難管理，因?yàn)樗幱诠?yīng)鏈的上游，常常不是最后直接的供應(yīng)商，而是一個(gè)二級(jí)甚至是三級(jí)的供應(yīng)商，同時(shí)要治理它的污染投入很大。由于它的工藝又比較復(fù)雜，最后出來(lái)的污染物又比較復(fù)雜，識(shí)別它的風(fēng)險(xiǎn)難度也比較大。蘋(píng)果公司在這個(gè)過(guò)程中改變了以往只是自己關(guān)起門(mén)來(lái)秘密地操作各種事情，這次是采取了和環(huán)保組織進(jìn)行合作，在環(huán)保組織的監(jiān)督下開(kāi)展審核識(shí)別問(wèn)題作出推動(dòng)。這里面達(dá)成的協(xié)議是，一般的品牌都開(kāi)展了綠色審核的第三方審核，但蘋(píng)果的審核是專項(xiàng)審核，是專門(mén)針對(duì)污染最為難以解決的環(huán)節(jié)來(lái)開(kāi)展的審核，比如說(shuō)廢水、危險(xiǎn)廢物，目的不但是要推動(dòng)這幾家企業(yè)，而且要識(shí)別最佳案例以便推動(dòng)。

針對(duì)廢水的管理，首先我們談?wù)剬徍耸窃趺礃討?yīng)對(duì)廢水的管理的。大量的PCB企業(yè)實(shí)際上不能做到穩(wěn)定的達(dá)標(biāo)排放，我們的污染地圖中有很多的PCB線路板的企業(yè)，他們存在著這些超標(biāo)違規(guī)的記錄，在《蘋(píng)果的另一面》報(bào)告第二期的時(shí)候我們也提到了供應(yīng)商污染的問(wèn)題。第一個(gè)深度審核的案例是武漢名幸，它是一家日本的上市公司，它位于武漢市在南太子湖的邊上，當(dāng)時(shí)我們?cè)谡{(diào)研的過(guò)程中，2011年調(diào)研的過(guò)程中我們看到的是這些滾滾的廢水正在排向周邊的河湖。漁民萬(wàn)正友先生非常地心痛，他說(shuō)下一代人要喝污染的水了。在報(bào)告發(fā)出之后，確實(shí)可以看到蘋(píng)果和日本使館都對(duì)這家企業(yè)形成了一種推動(dòng)，這家企業(yè)比較快地和名幸電子和自然之友的武漢小組，現(xiàn)在也成立了自己的NGO組織，自然之友的孵化取得了巨大的成功。他們的工作也在調(diào)研過(guò)程中起到了極大的幫助。名幸電子和IPE進(jìn)行了溝通，蘋(píng)果公司委托了高達(dá)公司，也是NGO所使用的公司進(jìn)行了內(nèi)部的環(huán)境審核，之后又兩次對(duì)它進(jìn)行審核。之后到了2012年1月27日，電話會(huì)議中蘋(píng)果和IPE，共同地商定選擇了武漢名幸電子作為第一家開(kāi)展綠色選擇第三方審核的一個(gè)機(jī)構(gòu)。

這里面有三個(gè)主要的問(wèn)題是我們最為關(guān)注的，第一是通過(guò)雨水口進(jìn)行了廢水的排放，還有剛才說(shuō)的湖底底泥的污染。在審核的過(guò)程中實(shí)際上被識(shí)別出來(lái)，確實(shí)存在著雨污官網(wǎng)不暢的問(wèn)題，部分的廢水進(jìn)行了排放。企業(yè)對(duì)此進(jìn)行了大幅度的整改，在雨水口安裝了閥門(mén)，徹底切斷了直接排放的方式。武漢有暴雨，一旦出現(xiàn)暴雨的時(shí)候，前半個(gè)小時(shí)的水必須搜集起來(lái)進(jìn)行檢測(cè)之后，如果沒(méi)有超標(biāo)才能進(jìn)行排放，同時(shí)也有1000立方米的雨水收集池，如果有問(wèn)題要泵回到處理系統(tǒng)進(jìn)行處理之后再做排放。因?yàn)檎麄€(gè)廠區(qū)內(nèi)，由于一些各種原因還會(huì)有一些重金屬的粉塵，所以要防止這些被雨水沖入到湖中間去。當(dāng)時(shí)識(shí)別的另一個(gè)很大的可能性，主要是因?yàn)檫@些管道當(dāng)時(shí)都埋在地下，經(jīng)年累月之后不知道管道是不是發(fā)生了滲漏的問(wèn)題，這是有可能發(fā)生的。這個(gè)情況下，企業(yè)把整個(gè)地下官網(wǎng)挖出來(lái)抬到了地上，以便出現(xiàn)問(wèn)題可以直接地發(fā)現(xiàn)它。當(dāng)然一些曾經(jīng)通過(guò)雨水排放的廢水也都被改變，而且進(jìn)行了節(jié)水的措施。第二個(gè)問(wèn)題是關(guān)于重金屬超標(biāo)超總量的問(wèn)題，包括氫化物、銅都超過(guò)了排放的限值，銅的排放也超過(guò)了總量的限制，確實(shí)會(huì)對(duì)長(zhǎng)江造成污染。整改的措施是調(diào)整了凝聚劑的量以便控制銅的濃度，同時(shí)采取節(jié)水的措施，控制廢水排放的總量。如果濃度超標(biāo)會(huì)做及時(shí)的監(jiān)測(cè)，以前是自己不測(cè)的所以也不知道。現(xiàn)在自己會(huì)頻密地進(jìn)行檢測(cè)。他還使用了重金屬捕捉劑這樣一個(gè)高效的重金屬的沉淀劑可以很快地降低重金屬的含量，確保銅和其他的金屬能夠保持在標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)。包括氫化物和微蝕液都進(jìn)行了整改的措施。超總量的問(wèn)題在這個(gè)過(guò)程中得到了比較有效的解決，而且同時(shí)實(shí)現(xiàn)了節(jié)約生產(chǎn)用水20%到30%這樣的好的結(jié)果。

第三個(gè)問(wèn)題是關(guān)于底泥的污染，我們作為NGO自然之友武漢小組，他們帶領(lǐng)專業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了檢測(cè)，我們也做了一些檢測(cè)，這些檢測(cè)都識(shí)別是超標(biāo)的。后來(lái)在報(bào)告中看到，實(shí)際上地方政府環(huán)保部門(mén)也對(duì)它進(jìn)行了兩次的采樣，大體發(fā)現(xiàn)了超標(biāo)的問(wèn)題，在它的排放口附近超標(biāo)的問(wèn)題是相當(dāng)重的。之后專業(yè)的機(jī)構(gòu)對(duì)它進(jìn)行了進(jìn)一步更加細(xì)化的檢查，發(fā)現(xiàn)了超標(biāo)的規(guī)律性的部分，由此制定了比較縝密的清污的計(jì)劃。在現(xiàn)場(chǎng)我們看到了大規(guī)模的可以說(shuō)是比較少有的，對(duì)一個(gè)受到重金屬污染湖泊底泥進(jìn)行清理的場(chǎng)景。同時(shí)看到了專門(mén)制作的吸泥船正在作業(yè)的情況。當(dāng)時(shí)，穿了吸附兩位都是自然之友武漢小組，現(xiàn)在叫“綠江南”核心的成員。當(dāng)時(shí)，大家在一起比較感慨的，一年前我們只是在廠外看到了污染的情況，但在一年后我們看到的是另外一個(gè)場(chǎng)景。這個(gè)是曾律師，這個(gè)是劉駿。當(dāng)然我們就是在廠外，在湖底清理的現(xiàn)場(chǎng)，這是正在作業(yè)的情況。這些污泥會(huì)作為危險(xiǎn)廢物進(jìn)行處理，在脫水之后。這個(gè)情況如果有興趣，武漢市環(huán)保局網(wǎng)站上是可以實(shí)時(shí)地看到這樣的治污的情況。這個(gè)情況曾律師也很感慨，一年前大家認(rèn)為這個(gè)湖是沒(méi)有什么希望的，但在一年后在各方的推動(dòng)下發(fā)生了變化，我想在場(chǎng)的大家都感覺(jué)到比較欣慰，這也體現(xiàn)了確實(shí)是綠色選擇這樣的從供應(yīng)鏈方向推動(dòng)來(lái)的力量有多么地強(qiáng)大。

針對(duì)PCB產(chǎn)業(yè)危險(xiǎn)廢物產(chǎn)量的問(wèn)題，一旦處置不當(dāng)會(huì)對(duì)生態(tài)造成難以恢復(fù)的影響和損害，也會(huì)影響到身體的健康。中國(guó)的工業(yè)園每年產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物大概有1000萬(wàn)噸，環(huán)境保護(hù)部已經(jīng)注意到這個(gè)問(wèn)題并作為2013年治理的重點(diǎn)。PCB產(chǎn)業(yè)的危險(xiǎn)廢物包括了蝕刻液等各種廢物。在這個(gè)方面我們開(kāi)展的審核是在無(wú)錫，無(wú)錫有一家健鼎也是世界上最大的PCB生產(chǎn)企業(yè)之一。在《蘋(píng)果的另一面2》的報(bào)告中，2010年產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物的量是11萬(wàn)噸，而中國(guó)一年才是1000萬(wàn)噸。這是蘋(píng)果一次供應(yīng)商危險(xiǎn)廢物的產(chǎn)生量特別地巨大，其他的企業(yè)也是有很大的產(chǎn)品量，一旦處置不當(dāng)會(huì)造成嚴(yán)重的后果。我們對(duì)健鼎公司、蘋(píng)果以及環(huán)保組織達(dá)成的協(xié)議是進(jìn)行危廢減排的專項(xiàng)審核，審核的過(guò)程中要識(shí)別這些問(wèn)題，并且要看和識(shí)別減廢的良好的方案。我們首先是識(shí)別了健鼎的主要的來(lái)源，有蝕刻液量是特別大的，當(dāng)時(shí)也確定了制定的健鼎的針對(duì)蘋(píng)果的要求所制定的一個(gè)減排的方案。也就是說(shuō)要把單位的危險(xiǎn)廢物的產(chǎn)生量從21公斤降低32%。危險(xiǎn)廢物減排采取了四個(gè)措施，這個(gè)措施里面首先是降低了含銅污泥含水量，同時(shí)將硫酸銅液體的銅提煉出來(lái)，之后進(jìn)行出售。同時(shí)把蝕刻液包括含磷的廢液進(jìn)行處理。企業(yè)建成的資源回收中心在這中間起到了很大的作用。在兩個(gè)廠區(qū)都建成了這樣的回收中心，能夠?qū)⒑芏嗟脑敬罅慨a(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物進(jìn)行回收再利用，大大地降低了危廢的產(chǎn)生量。在審核報(bào)告中確認(rèn)，2012年1月到8月危廢量有了大幅度的下降。從原來(lái)的21.93千克降低到12.03千克。同時(shí)，除了危廢的減排，還在專項(xiàng)審核中首次地嘗試了將環(huán)境審查延伸到危廢處理單位，這次我們認(rèn)為應(yīng)該對(duì)委托處理微廢的合同單位進(jìn)行檢查，企業(yè)也比較配合，抽取了四家危廢處理合同單位。我們發(fā)現(xiàn)四家都有相應(yīng)的資質(zhì)。南京綠石的王凱拿他的手機(jī)登錄到網(wǎng)站上查到了污染的記錄，對(duì)這些企業(yè)進(jìn)行了調(diào)查和訊這里面的一些企業(yè)分別對(duì)之前超標(biāo)違規(guī)的情況作出了說(shuō)明。這充分地說(shuō)明了一點(diǎn)，實(shí)際上僅僅擁有危廢處理的資質(zhì)是不夠的，審核中不僅僅能看這個(gè)，包括環(huán)保部發(fā)布的“十二五”危廢防治的規(guī)劃中，涉及重金屬處置的污染問(wèn)題是尤其突出的。所以這塊以往沒(méi)有延伸到危廢，這次第一次利用了公開(kāi)的數(shù)據(jù)把它延伸到了危廢，我想這是一個(gè)非常積極的嘗試。

第三個(gè)問(wèn)題是針對(duì)水資源可持續(xù)利用的問(wèn)題，因?yàn)镻CB的耗水量非常大。中國(guó)是一個(gè)嚴(yán)重缺水的國(guó)家，到2030年現(xiàn)存的情況還會(huì)出現(xiàn)更大的缺口。同時(shí)，工業(yè)用水還是在不斷地上漲，實(shí)際上在擠占著農(nóng)業(yè)和環(huán)境的生態(tài)用水，同時(shí)工業(yè)排放的大量的污水?dāng)D占了有限的清水的資源。中國(guó)已經(jīng)把水資源保護(hù)提到了前所未有的高度。2012年底國(guó)務(wù)院專門(mén)出臺(tái)了文件確定了三條紅線，就是水資源開(kāi)發(fā)利用的控制紅線、用水效率的控制紅線，還有誰(shuí)資源限制納污功能區(qū)的紅線。一方面是水資源的緊缺，另一方面是中國(guó)高耗水行業(yè)大規(guī)模的發(fā)展。PCB就是這樣的行業(yè)，耗水量是非常大的。在中國(guó)年產(chǎn)值很高，成為用水大戶之一。我們對(duì)一家日本企業(yè)進(jìn)行了專項(xiàng)的審核，它也是蘋(píng)果的供應(yīng)商，座落在北京。因?yàn)槲U成為轉(zhuǎn)移聯(lián)單填寫(xiě)不規(guī)范，當(dāng)時(shí)也不錄入到污染地圖。后面在蘋(píng)果和使館的共同的推動(dòng)下，也比較積極地和環(huán)保組織進(jìn)行了溝通，最終也接受了專項(xiàng)的審核，這是當(dāng)時(shí)在報(bào)告中提到的危廢問(wèn)題的情況。我們都知道北京的缺水情況在中國(guó)乃至世界的大城市里都是非常突出的，人均水資源占有量下降到不足120立方米，遠(yuǎn)低于國(guó)際上1000立方米缺水的標(biāo)準(zhǔn)。北京不得不靠大量的超采地下水，從周圍本來(lái)很缺水的河北調(diào)水，以各種方式來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題地但北京依然存在著耗水的大戶，這家企業(yè)原本每天的耗水量我想足以夠數(shù)以萬(wàn)計(jì)的居民用水在生產(chǎn)過(guò)程中消耗掉了。揖斐電公司是在亦莊的經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)，它建設(shè)了一個(gè)再生水的水廠，開(kāi)始采用水廠中間的水，這個(gè)水廠很有意思，是對(duì)水進(jìn)行了反滲透，也就是兩次的反滲透的處理，所以水質(zhì)是相當(dāng)不錯(cuò)的。這個(gè)水來(lái)自于什么地方？這個(gè)水實(shí)際上來(lái)自于污水廠，它的排水進(jìn)入到再生水廠，進(jìn)入反滲透和再生處理系統(tǒng)之后，流入到鋪設(shè)的管道中，可以直接把這些水泵回到企業(yè)去。揖斐電進(jìn)行了再提純用于生產(chǎn)線和輔助設(shè)備的用水。對(duì)再生水的使用我們進(jìn)行了比較仔細(xì)的審計(jì)，發(fā)現(xiàn)確實(shí)兩個(gè)廠區(qū)一廠和二廠都已經(jīng)開(kāi)始了使用，一廠使用得更早，但二廠在后期的推動(dòng)下，也開(kāi)始大規(guī)模地采用再生水。這個(gè)再生水可以看到所取得的成績(jī)，自來(lái)水的消耗量是怎樣出現(xiàn)了比較明顯的下降。在2011年的時(shí)候，一廠還用掉了29萬(wàn)噸的將近30萬(wàn)噸的自來(lái)水。但是在2012年的時(shí)候只用了不到5萬(wàn)噸的自來(lái)水。主要是前期還在逐漸地上，后面的自來(lái)水主要是用于一些人員的用水。二廠開(kāi)展得更早一些。一方面是大規(guī)模地采用再生水，另一方面試圖進(jìn)一步節(jié)水，在一廠和二廠分別在2012年制定了新的節(jié)水計(jì)劃推動(dòng)節(jié)水。一廠自來(lái)水的總消耗量從44%下降到2012年的7%，它的再生水的消耗量是從0提升到了37%。我們確認(rèn)揖斐電確實(shí)是開(kāi)始大規(guī)模地采用了再生水，同時(shí)可以看到一方面用了再生水，另一方面采取節(jié)水的措施取得了很好的效果。原本水沖一下以后就只能廢掉了，現(xiàn)在是先沖一遍再逆向的沖過(guò)去，也就是把需要的最干凈的部分先沖，后面的一些不需要潔凈到那種程度的可以后沖。因?yàn)橐磸?fù)地沖洗各種化學(xué)藥劑沖洗掉，所以可以看到這些機(jī)器都進(jìn)行了優(yōu)化和處理。當(dāng)它從容器里提出來(lái)的時(shí)候，液體要先滴下來(lái)進(jìn)入到池子里再進(jìn)入下一個(gè)環(huán)節(jié)。這樣沖洗中用的水都會(huì)減少很多。其他的PCB企業(yè)都可以借鑒它，除了一般性的節(jié)水措施，特別應(yīng)該考慮說(shuō)建立高耗水的項(xiàng)目的時(shí)候，是否選址的時(shí)候就考慮可以進(jìn)行再生的水源。我們從規(guī)劃的層面上要加以注意。

上期的報(bào)告中也有這樣的場(chǎng)景讓我們非常地心痛，除了環(huán)境的污染，對(duì)社區(qū)造成的影響甚至是毒害，這些問(wèn)題到底有沒(méi)有得到相應(yīng)的解決。這個(gè)場(chǎng)面當(dāng)然我們都經(jīng)歷了，所以我們也多次地回訪到這個(gè)地方。這是昆山的同心村，旁邊就是一家蘋(píng)果的大型供應(yīng)商，這不是PCB的企業(yè)，但它也會(huì)造成對(duì)居民的影響，特別是廢氣和噪聲的影響。影響還是比較大的。我們?cè)诮趯?shí)際上又和昆山的一家環(huán)保組織，新近成立的綠色江南。共同回訪了同心村，這是我們看到的現(xiàn)在的場(chǎng)景，很多原本存在的房子人去房空，甚至都已經(jīng)被拆遷掉了。這就是當(dāng)時(shí)舉著污水的瓶子的人。為什么要特別謝謝他們，因?yàn)槭窃谶@個(gè)社區(qū)里，第一次還有那么多的村民愿意陳述這個(gè)問(wèn)題。但第二次回訪的時(shí)候只有她和她的先生愿意和我們?cè)僮鼋涣鳎渌娜硕家呀?jīng)沉默了。因?yàn)楫?dāng)時(shí)壓力也確實(shí)是非常地大，在頂住了這些壓力以后，他們?yōu)槭裁词艿搅擞绊懩兀驗(yàn)闆](méi)有他們出來(lái)的勇氣這個(gè)村子還得到了認(rèn)為能接受的結(jié)果，也就是說(shuō)搬遷，離開(kāi)這樣一個(gè)被多家中污染企業(yè)包圍的地區(qū)。而凱達(dá)供應(yīng)商的生產(chǎn)有了大幅度減少，他準(zhǔn)備搬遷到工業(yè)園區(qū)去。周邊除了村民還有高檔的商品社區(qū)，在那里原本居民都圍攏過(guò)來(lái)做了

很多的傾訴，他們晚上不能開(kāi)窗戶，對(duì)孩子影響。但這次再問(wèn)到他們的時(shí)候，他們仿佛都是已經(jīng)非常遙遠(yuǎn)的事情已經(jīng)不再記得了，因?yàn)檫@家企業(yè)已經(jīng)在夜間不是燈火通明的場(chǎng)景了，已經(jīng)停止了很多噪音的生產(chǎn)的過(guò)程。

蘋(píng)果的下一步需要做什么？我們對(duì)它有什么改進(jìn)的建議？我們一直是以這樣的評(píng)價(jià)體系來(lái)推動(dòng)的，除了回復(fù)收到與否、了解情況，還包括后面不斷向前推動(dòng)的從被動(dòng)到主動(dòng)，從一級(jí)供應(yīng)商到向上一級(jí)供應(yīng)商延伸的過(guò)程。我們希望蘋(píng)果能夠開(kāi)展更加深入的調(diào)查。包括對(duì)居民的影響，但還有一些影響至今沒(méi)有解決。我們至今還是會(huì)收到一些當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)認(rèn)為雖然影響環(huán)境了，但并沒(méi)有徹底解決還是不斷收到這樣的投訴。我們也認(rèn)為還需要更加優(yōu)化檢索的機(jī)制，雖然說(shuō)現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)啟了主動(dòng)的檢索，但檢索的周期過(guò)程很難及時(shí)地發(fā)現(xiàn)。同時(shí)我們認(rèn)為它應(yīng)該更加及時(shí)有力地推動(dòng)企業(yè)向公眾加以說(shuō)明，而不是到最后認(rèn)為一切在內(nèi)部走過(guò)之后才開(kāi)展審核才說(shuō)明。我們認(rèn)為不是最優(yōu)的方法。同時(shí)我們認(rèn)為它應(yīng)該推動(dòng)供應(yīng)商定期地公布排放的數(shù)據(jù)。因?yàn)檫@個(gè)對(duì)中國(guó)來(lái)講是有巨大的意義的。這些企業(yè)的排放量也很大，所以應(yīng)該加以公布。這也是和國(guó)際接軌的做法。同時(shí)可以延伸到供應(yīng)商的做法，延伸到材料環(huán)節(jié)進(jìn)一步推廣到其他主要材料供應(yīng)商上去。從一級(jí)供應(yīng)商我們希望直接管理二級(jí)供應(yīng)商，同時(shí)我們也希望能夠?qū)﹄娮訌U棄物因?yàn)槲覀冎捞O(píng)果的產(chǎn)品非常地?zé)徜N，更新?lián)Q代也很多。這張圖上蘋(píng)果在第一次的時(shí)候是排在了最后一位，但今天已經(jīng)上升到了第六位，同時(shí)維持著一個(gè)積極向上的上升的趨勢(shì)。這就是我們對(duì)蘋(píng)果的評(píng)價(jià)，以及對(duì)現(xiàn)在33家IT企業(yè)表現(xiàn)的評(píng)價(jià)。

這一期的報(bào)告我們特別提出有幾家企業(yè)的積極表現(xiàn)還是值得肯定的，包括西門(mén)子公司的還是在持續(xù)地使用公開(kāi)的數(shù)據(jù)推動(dòng)供應(yīng)商的整改。特別值得提到的是松下公司，第一期松下電器就是最為積極的企業(yè)之一，但是在后面從2010年到去年是有比較長(zhǎng)的停滯的過(guò)程，沒(méi)有什么特別顯著的向前的進(jìn)展，特別是沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的推動(dòng)供應(yīng)商的整改。但在2012年的后期松下開(kāi)始運(yùn)用污染地圖對(duì)它的供應(yīng)商進(jìn)行了管理，不但是說(shuō)要做，說(shuō)它的情況而且確實(shí)是有所行動(dòng)。因?yàn)槲铱吹接?7家供應(yīng)商已經(jīng)在對(duì)整改情況進(jìn)行了說(shuō)明，我們認(rèn)為這是非常積極的進(jìn)展。微軟公司因?yàn)橹氨容^少，但現(xiàn)在我們都知道包括Servers等硬件的生產(chǎn)也開(kāi)啟了，所以我們開(kāi)啟和跟微軟的溝通，一開(kāi)始并不順利，但后面比較快地調(diào)整過(guò)來(lái)認(rèn)識(shí)到還是有責(zé)任去推動(dòng)的。他現(xiàn)在也已經(jīng)開(kāi)始了推動(dòng)，可以說(shuō)是一個(gè)后發(fā)先至的情況。

但很令人遺撼的是，至今還有一些問(wèn)題是比較嚴(yán)重地存在，尤其是令人難以接受的HTC公司，它像微軟一樣也是后期被納入到評(píng)價(jià)中，但是在溝通中迄今沒(méi)有回應(yīng)環(huán)保組織對(duì)供應(yīng)鏈污染的質(zhì)疑，沒(méi)有作出任何的回應(yīng)，這是33家品牌中唯一的一個(gè)。環(huán)保組織要求HTC改變做法切實(shí)承擔(dān)責(zé)任。LG的表現(xiàn)也非常地消極，長(zhǎng)時(shí)間地沉默并作出了不實(shí)的陳述，并采取回避拖延的態(tài)度，我們也要求LG應(yīng)該改變這樣的做法。在日本的企業(yè)里表現(xiàn)最為消極的是佳能公司，面對(duì)環(huán)保組織的質(zhì)疑也曾經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的沉默，在公眾的壓力下雖然作出了承認(rèn)，但是實(shí)際上一直到現(xiàn)在還是采取能夠回避就回避的做法，不愿意面對(duì)對(duì)供應(yīng)商的質(zhì)疑。包括一些有問(wèn)題的供應(yīng)商，在后來(lái)再一次地因污染的問(wèn)題出現(xiàn)在地圖上面，這實(shí)際上體現(xiàn)了佳能公司并沒(méi)有認(rèn)真對(duì)它的供應(yīng)商和供應(yīng)鏈進(jìn)行有效的管理。這個(gè)表現(xiàn)是非常消極的。

整個(gè)報(bào)告的結(jié)論是我們確實(shí)確認(rèn)了蘋(píng)果公司大幅度地提升了透明度，并且開(kāi)展了綠色采購(gòu)，這些做法成功地撬動(dòng)材料供應(yīng)商進(jìn)行采購(gòu)，同時(shí)希望蘋(píng)果公司把這個(gè)經(jīng)驗(yàn)推廣到更多的供應(yīng)商，同時(shí)希望更多的品牌利用好公開(kāi)數(shù)據(jù)和利益方一起推動(dòng)高污染IT材料生產(chǎn)過(guò)程向綠色的轉(zhuǎn)變。

最后可以看到綠色選擇是由21家環(huán)保組織發(fā)起的，今天它已經(jīng)擴(kuò)展到了46家環(huán)保組織，分布在全國(guó)很多的地區(qū)。這個(gè)報(bào)告雖然是五家單位作出的，但中間很多的工作包括調(diào)研和審核都是46家中很多的環(huán)保組織都在參與推動(dòng)的，所以今天也對(duì)他們表示感謝。

謝謝大家！

主持人：謝謝馬老師，他的這一番陳述讓我們看到了振奮人心的故事，改變的故事，前幾天新聞媒體上炒得很熱，我們周圍很多的新聞是爛尾新聞，我們今天的報(bào)告是告訴大家我們環(huán)保組織沒(méi)有爛尾行動(dòng)。今天我們看到了在我們的努力下還有各方的參與下，這個(gè)坑已經(jīng)填了一部分，但它仍然是逗號(hào)而不是句號(hào)。我引用馬老師經(jīng)常說(shuō)的話，這些案例里，中國(guó)的污染防治缺的不是資金和技術(shù)而是動(dòng)力，而改變動(dòng)力的來(lái)源是在座的各位、環(huán)保組織、記者以及各界的朋友。在這次的改變推動(dòng)中，特別值得一提的是來(lái)自日本的朋友們，下面有請(qǐng)來(lái)自日本的廣瀨稔也先生為我們介紹日本NGO在這次綠色選擇行動(dòng)中的參與。

廣瀨稔也：大家好！我是從日本來(lái)的日本環(huán)保NGO、亞洲環(huán)境信息的廣瀨稔也。今天能夠在新聞發(fā)布會(huì)上給我這么一個(gè)寶貴的機(jī)會(huì)，讓我在這發(fā)言我衷心感謝給我這樣的機(jī)會(huì)。另外有46個(gè)NGO長(zhǎng)時(shí)間地參與防治污染的工作我們也從心里表示感謝。我這個(gè)亞洲環(huán)境信息中心是從2000年開(kāi)始與中國(guó)還有韓國(guó)的環(huán)保NGO一起合作，我們實(shí)現(xiàn)了超越國(guó)際的合作，市民的層次上共同開(kāi)展活動(dòng)。現(xiàn)在我們是作為在日本的NGO的國(guó)外的合作伙伴，對(duì)日本的供應(yīng)鏈開(kāi)展活動(dòng)進(jìn)行探討。我們亞洲環(huán)境中心從開(kāi)始活動(dòng)的時(shí)候就對(duì)中國(guó)的水污染非常地關(guān)注。我們通過(guò)一些國(guó)際會(huì)議和一些參觀活動(dòng)希望把日本的水域病以及污染事件的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)介紹給中國(guó)的公眾共同開(kāi)展活動(dòng)。在我們開(kāi)展這些活動(dòng)的時(shí)候我們通過(guò)IPE水污染地圖了解到了中國(guó)的水污染跟日本的企業(yè)也有很重要的關(guān)系，我們當(dāng)時(shí)感到很受震動(dòng)。特別是當(dāng)我們知道在日本很有代表性的幾個(gè)大型的家電生產(chǎn)企業(yè)對(duì)于他們供應(yīng)鏈中的特別是供應(yīng)鏈中的情況并沒(méi)有了解，同時(shí)還在宣傳自己的產(chǎn)品是環(huán)保產(chǎn)品，了解到這個(gè)情況以后我們就盡自己的努力協(xié)助在日本的活動(dòng)。特別是通過(guò)剛才的介紹，大家也了解到根據(jù)GCE的調(diào)查日本還有很多企業(yè)和很多人不太了解開(kāi)展綠色供應(yīng)鏈的活動(dòng)，所以對(duì)日本的企業(yè)來(lái)講，為了增強(qiáng)他們對(duì)GCE活動(dòng)的認(rèn)識(shí)，我們希望也給日本企業(yè)提供相關(guān)的信息，所以我們對(duì)GCE到目前開(kāi)展的活動(dòng)還有過(guò)去發(fā)展過(guò)程中，其中對(duì)日本企業(yè)是如何進(jìn)行評(píng)論的，我們用日語(yǔ)做成了簡(jiǎn)介的冊(cè)子，通過(guò)一些途徑為日本企業(yè)提供一些信息。今天松下的代表也在座，剛才在報(bào)告中也顯示了他們的排位是很靠恰的，GCE最初的報(bào)告中評(píng)價(jià)比較高的松下從2011年開(kāi)始跟NGO保持緊密的聯(lián)系，去年呂麗女士去大阪訪問(wèn)了松下公司，與松下環(huán)保和采購(gòu)的負(fù)責(zé)人交換了意見(jiàn)。現(xiàn)在松下正在積極地對(duì)供應(yīng)鏈的綠色供應(yīng)鏈的活動(dòng)積極開(kāi)展這方面的工作。從2012年的4月1號(hào)開(kāi)始使用了綠色供應(yīng)鏈標(biāo)準(zhǔn)書(shū)第六版。在上面把對(duì)供應(yīng)鏈的上層供應(yīng)商如何減輕的環(huán)境負(fù)擔(dān)開(kāi)展了工作，另外對(duì)供應(yīng)商如何掌握情況以及如何評(píng)價(jià)的內(nèi)容也包含到綠色供應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)書(shū)里面。現(xiàn)在由松下按照綠色供應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)書(shū)對(duì)450家供應(yīng)商進(jìn)行了綠色供應(yīng)調(diào)查，所以我們覺(jué)得松下在這方面的工作是日本的家電企業(yè)中擁有最高評(píng)價(jià)的。除此之外我們的組織還召開(kāi)了綠色供應(yīng)鏈論壇，有家電企業(yè)還有其他的一些企業(yè)爭(zhēng)取他們來(lái)參加我們的論壇，準(zhǔn)備將綠色供應(yīng)鏈的重要性使更多的人和企業(yè)認(rèn)識(shí)到這個(gè)重要性。但是有一個(gè)問(wèn)題，我從日本的家電企業(yè)聽(tīng)到的，由于他們生產(chǎn)產(chǎn)品的種類非常地多，所以他們的供應(yīng)商大概有幾萬(wàn)公司，由于供貨價(jià)格經(jīng)常有變，所以有時(shí)候甚至每天供貨的供應(yīng)商都是有變化的，所以如果是供貨商出現(xiàn)了問(wèn)題，他們可以去處理，但如果說(shuō)讓他隨時(shí)隨地都掌握每一家供應(yīng)商的情況對(duì)他們來(lái)說(shuō)還是很困難的。他們提出了這樣的困難。特別是我們剛才聽(tīng)到的報(bào)告中，作為一個(gè)反面的事例也就是佳能公司的事情，佳能公司對(duì)他們供應(yīng)商有排污的企業(yè)，他們說(shuō)如果發(fā)現(xiàn)了這樣的企業(yè)會(huì)立刻進(jìn)行調(diào)查并采取治理措施。但如果作為一個(gè)管理體系讓他們控制所有的供應(yīng)鏈并建立這樣的體系還是今后他們要開(kāi)展的工作。所以我們考慮今后也要參考其他國(guó)家企業(yè)比較先進(jìn)的事例和先進(jìn)的做法，吸取他們的經(jīng)驗(yàn)，制作一個(gè)指南，對(duì)日本的企業(yè)更加進(jìn)一步開(kāi)展對(duì)話，向日本企業(yè)提供相關(guān)信息。

今后我們作為在日本開(kāi)展活動(dòng)的伙伴團(tuán)體，希望也能夠和GCE的各位成員緊密聯(lián)系，為在中國(guó)的日本企業(yè)供應(yīng)商的環(huán)保作出貢獻(xiàn)。

最后衷心感謝能給我這樣的機(jī)會(huì)。

主持人：謝謝廣瀨先生，廣瀨先生的亞洲環(huán)境信息中心遠(yuǎn)在日本卻對(duì)日本企業(yè)在中國(guó)作出的環(huán)境表現(xiàn)給出這么多的關(guān)注和通過(guò)努力帶來(lái)改變。我覺(jué)得是很值得我們學(xué)習(xí)和感謝的。應(yīng)該說(shuō)中國(guó)的企業(yè)這些年來(lái)也在不斷地走出國(guó)門(mén)，但他們?cè)诤Ｍ獾谋憩F(xiàn)我們的了解現(xiàn)在還有所局限。當(dāng)我們的NGO，我們的企業(yè)共同成長(zhǎng)起來(lái)以后，可能我們也要更有責(zé)任地看待自己的企業(yè)，無(wú)論是在國(guó)內(nèi)還是在國(guó)外對(duì)環(huán)境所帶來(lái)的影響。

下面有請(qǐng)三位專家為我們發(fā)布的報(bào)告進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。首先有請(qǐng)清華大學(xué)的李楯教授。

李楯：本來(lái)只是想來(lái)聽(tīng)聽(tīng)，昨天會(huì)議的主辦者要我講幾句話，講幾點(diǎn)。

能夠喝上干凈的水、呼吸新鮮的空氣，吃放心的食品，這本來(lái)是人生存的最基本的條件，當(dāng)然在中國(guó)也是當(dāng)政者最起碼在十年前對(duì)人民作出的莊重承諾。我們知道最起碼在十年前當(dāng)時(shí)執(zhí)政黨的總書(shū)記在這方面作出過(guò)承諾。但在今天看來(lái)如果不能進(jìn)行穩(wěn)妥的體制改革的話，要做到這一點(diǎn)恐怕是相當(dāng)困難。第二點(diǎn)，我覺(jué)得我們應(yīng)該更多地讓一個(gè)一個(gè)的人知道污染對(duì)人的生命和健康的危害。哪些污染？尤其是水污染中含有的重金屬、化學(xué)有毒有害物質(zhì)，哪些污染能夠致癌，哪些污染影響到人的生育。按照我們國(guó)家衛(wèi)生部發(fā)布的數(shù)字，我們不孕不育率已經(jīng)在10%以上了。其中除了技術(shù)的社會(huì)原因，污染是政府認(rèn)定的原因之一。其他哪些污染對(duì)人的健康可以帶來(lái)什么樣的具體的傷害？我看到今天來(lái)參加這個(gè)會(huì)議的有執(zhí)政黨的報(bào)刊《人民日?qǐng)?bào)》和《求是》雜志下屬的兩個(gè)刊物，《民生》和《小康》，我覺(jué)得這樣的雜志有責(zé)任具體地告訴生活在這塊土地上的人，哪些污染對(duì)他們的健康和生命帶來(lái)什么樣的傷害以及這些污染是怎么造成的。

第三點(diǎn)我想講一下跨國(guó)公司在中國(guó)的污染只是整個(gè)中國(guó)污染的一部分，問(wèn)題是為什么在那塊土地上，企業(yè)表現(xiàn)得如此之上。我們前些年發(fā)布的藍(lán)皮書(shū)，涉及到中國(guó)企業(yè)在人權(quán)勞動(dòng)環(huán)境三方面的社會(huì)責(zé)任，跨國(guó)公司在中國(guó)的前幾百?gòu)?qiáng)，國(guó)企主要是央企在中國(guó)的100強(qiáng)，民企在中國(guó)的100強(qiáng)，他們?cè)诼男衅髽I(yè)社會(huì)責(zé)任上以百分為滿分的情況下，基本都在10幾分，就是嚴(yán)重地不及格。我們就要考慮為什么在這塊土地上，我們的企業(yè)包括跨國(guó)公司表現(xiàn)如此之差。我說(shuō)搞不好中國(guó)會(huì)帶壞世界規(guī)則。對(duì)現(xiàn)在有所改進(jìn)我的想法，第一是需要進(jìn)一步地關(guān)注，需要特別地關(guān)注下一步是什么。在多大程度上解決了問(wèn)題。第二，是政府干什么去了。我們看到的是跪求，是上訪。我們這個(gè)社會(huì)是不是缺乏執(zhí)政黨所說(shuō)的訴求表達(dá)機(jī)制。污染的受害者這種訴求通過(guò)什么制度化的途徑能表達(dá)出來(lái)，以至使我們這個(gè)社會(huì)缺乏施壓機(jī)制，怎么樣使污染著感覺(jué)到壓力，怎么樣使對(duì)保障人民的健康負(fù)有責(zé)任的政府來(lái)積極地履行他的責(zé)任。

第四點(diǎn)我想說(shuō)的是，中國(guó)的污染了和別國(guó)污染相同的一面，也就是發(fā)展中的問(wèn)題之外有它特殊的問(wèn)題。我贊成有人有這樣的說(shuō)法，我們這里的污染在經(jīng)濟(jì)上是結(jié)構(gòu)性污染，在政治上是體制性污染。我們的經(jīng)濟(jì)發(fā)展結(jié)構(gòu)、我們的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也就是說(shuō)執(zhí)政黨早就提出要改變的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)造成企業(yè)在污染方面對(duì)生態(tài)的破壞方面既不負(fù)責(zé)任又有嚴(yán)重的、及其惡劣的競(jìng)爭(zhēng)，是負(fù)向競(jìng)爭(zhēng)。在這種結(jié)構(gòu)下要生存下去只有降低成本，只有不負(fù)責(zé)任的污染。在體制上，我們的政府對(duì)城市的經(jīng)營(yíng)改革的停滯造成了它在企業(yè)的污染上最起碼是縱容。所以我們說(shuō)只有通過(guò)體制的改革，只有推動(dòng)包括政治體制改革在內(nèi)的全面改革，我們的環(huán)境污染，我們的生態(tài)惡化才有可能好轉(zhuǎn)。解決這些問(wèn)題的基本要求我覺(jué)得是早就提出的三點(diǎn)：信息公開(kāi)、公眾參與、官員問(wèn)責(zé)。

最后我要說(shuō)一下，對(duì)中國(guó)NGO的行為方式雖然很艱難，但是今天的世界上每五個(gè)人就有一個(gè)生活在中國(guó)這塊土地上，我們?cè)趺醋鲫P(guān)系著人類的發(fā)展，所以中國(guó)的NGO盡管步履艱難也是我們對(duì)人類極其有限的一點(diǎn)貢獻(xiàn)，我希望這種貢獻(xiàn)能夠越來(lái)越大。

謝謝大家！

主持人：感謝李楯老師，他提出了三點(diǎn)信息公開(kāi)、公眾參與、官員問(wèn)責(zé)。至少我了解前兩點(diǎn)就是我們長(zhǎng)期實(shí)踐的準(zhǔn)則，中國(guó)NGO能不能繼續(xù)在這條路上為世界貢獻(xiàn)多一點(diǎn)力量，讓我們拭目以待。

下面有請(qǐng)中國(guó)社科院鄭易生老師來(lái)為大家講講。

鄭易生：我前兩年就開(kāi)始知道蘋(píng)果的事件，后來(lái)也一直挺關(guān)心，也跟他們中心聯(lián)系過(guò)，請(qǐng)教過(guò)，我覺(jué)得有很多事情開(kāi)拓了我的眼界，因?yàn)槲沂亲霏h(huán)境、經(jīng)濟(jì)政策研究那方面的。首先我說(shuō)幾個(gè)感覺(jué)。第一個(gè)感覺(jué)，做法是蘋(píng)果的事情首先從戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)感到挺巧、挺棒，就是借力打力。另外透明撬動(dòng)治污也是有很多解釋。在一個(gè)覺(jué)得不可能的情況下能作出的事情。給我的印象上，NGO有時(shí)候像催化劑一樣，那些材料都有就是起不了反應(yīng)，通過(guò)NGO就可以發(fā)生反應(yīng)，也像一個(gè)聚合器可以化抽象的法律、民意為具體，能夠化透明為力量。我覺(jué)得大家都說(shuō)透明多么棒，但能在現(xiàn)實(shí)生活中把透明變成具體的力量，很多人都有這個(gè)本領(lǐng)的話，那就很好了。這個(gè)進(jìn)步就很大了。

我從宏觀上也有一些感覺(jué)，原來(lái)對(duì)環(huán)境研究中感覺(jué)到中國(guó)有三個(gè)方面的關(guān)系，一個(gè)是政府、一個(gè)是企業(yè)，一個(gè)是社會(huì)。當(dāng)然這個(gè)關(guān)系在某些小角度上也可以像A怕B、B怕A這樣地轉(zhuǎn)，后來(lái)也發(fā)現(xiàn)不是這樣簡(jiǎn)單。我覺(jué)得好象有比較正常的關(guān)系，政府依法行政，包括管理規(guī)范企業(yè)的行為。之后企業(yè)最主要的首先是遵守法律，至少要達(dá)到國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)，其次還要有社會(huì)責(zé)任。社會(huì)有一種參與監(jiān)督政府的行為，也包括對(duì)企業(yè)。三者要形成制衡這就可以解決很多的問(wèn)題。現(xiàn)實(shí)中的三者中間出現(xiàn)了什么問(wèn)題。政府有的情況下挺能管企業(yè)，但有的情況下不管企業(yè)，或者是沒(méi)有能力或是不愿意，種種原因?qū)ζ髽I(yè)污染的問(wèn)題管不了不想管甚至是有利益的關(guān)系，有出現(xiàn)這樣的情況。反過(guò)來(lái)企業(yè)對(duì)社會(huì)不管怎么呼吁就是不理你，讓你一點(diǎn)沒(méi)有轍。所以搞環(huán)境的無(wú)奈和無(wú)力，政府和企業(yè)不響應(yīng)甚至是聯(lián)合反對(duì)。有的就是違法的問(wèn)題，就是解決不了，中國(guó)的很多環(huán)境問(wèn)題都是在這個(gè)層面上出現(xiàn)的。并不是說(shuō)沒(méi)有現(xiàn)存的力量，只是說(shuō)沒(méi)有組合好，我覺(jué)得NGO的做法里是等于解決了一些什么問(wèn)題呢？我覺(jué)得不是籠統(tǒng)地看到了法律不能執(zhí)行，其實(shí)起到了由社會(huì)為主體推動(dòng)執(zhí)法的，有一點(diǎn)小奇跡的感覺(jué)。為什么？因?yàn)楫a(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)律，有的企業(yè)不怕法律，覺(jué)得法律是空的，可是你怕公司頭或者是怕你的產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)チ耸裁础６幸恍┕厩∏『茉谝庾约旱穆曌u(yù)，也有一定的意識(shí)。所以這樣實(shí)際上是借力打力用這個(gè)撬動(dòng)和推動(dòng)了事情。實(shí)際上我感覺(jué)到從蘋(píng)果的事情還有其他的一些，包括上次的防治等各方面的，有一種政府看著或者是支持或者是怎么樣，反正是這個(gè)社會(huì)的力量直接推動(dòng)了企業(yè)，利用了企業(yè)內(nèi)部的利益關(guān)系和積極因素推動(dòng)了企業(yè)向執(zhí)法的方向做，而且這個(gè)面積也不小了。所以，這個(gè)事情是很值得研究的，也挺給人振奮的感覺(jué)。

社會(huì)能直接執(zhí)法的現(xiàn)象，說(shuō)明了社會(huì)上并不是不存在推動(dòng)環(huán)境改善的力量，也不是不存在讓企業(yè)動(dòng)心讓企業(yè)做的事情。三者的循環(huán)和關(guān)系可以向正常化走。但這些需要條件，第一是有力量、有資源。第二是這些力量和資源調(diào)動(dòng)起來(lái)需要條件，這不是現(xiàn)成的。能夠把現(xiàn)成的條件和資源利用起來(lái)、調(diào)動(dòng)起來(lái)，這件事情上就是NGO起的作用。

我們?cè)瓉?lái)有好多的事情是做不到的，有些是可以做到，不是資金、不是技術(shù)是動(dòng)力問(wèn)題，我覺(jué)得是這個(gè)問(wèn)題。我覺(jué)得我們確實(shí)有可行的空間，現(xiàn)有的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)力量能做而不做，很多這方面的工作還是有一定的空間的。實(shí)際上除了這個(gè)比我們想象的還要大得多。而現(xiàn)實(shí)的力量也有，包括不實(shí)行的法律也是存在的條件，只是我們利用得還不夠。所以我感覺(jué)到擴(kuò)展，比如說(shuō)從跨國(guó)公司到國(guó)內(nèi)的大公司，到上市公司，我覺(jué)得以后再往前政府也應(yīng)該有所觸動(dòng)，而且有些NGO都做過(guò)一些政府信息公開(kāi)化的平臺(tái)。政府也應(yīng)該加入到這個(gè)過(guò)程中。最后如果到了一個(gè)階段，企業(yè)本身包括一個(gè)末端的供應(yīng)鏈都應(yīng)該感受到社會(huì)壓力那就到了一個(gè)新的階段了。我特別希望擴(kuò)展的過(guò)程比較好的秩序的擴(kuò)展過(guò)程是不可逆的，我感覺(jué)到這是利用現(xiàn)有條件做可行的事。但這樣做過(guò)程的結(jié)果是創(chuàng)造了一些條件成為進(jìn)一步社會(huì)推進(jìn)改革的現(xiàn)實(shí)的力量和經(jīng)驗(yàn)，我覺(jué)得這個(gè)意義是非常好的、非常大的。

另外我也感到在工作中的精神，在任何情況下都要看到不是埋怨條件如何不好，而是找到這里可行的東西去做。我覺(jué)得這樣做下去的結(jié)果第一是能夠解決一些具體的問(wèn)題而且不斷地?cái)U(kuò)大。第二這是真正地積蓄社會(huì)健康的、透明的力量繼續(xù)向前的力量，本身就在創(chuàng)造這個(gè)條件。所以我認(rèn)為透明撬動(dòng)治污這個(gè)題目非常好，我覺(jué)得透明是力量，但力量需要智慧把它轉(zhuǎn)化。以前有一本書(shū)叫《創(chuàng)造性的轉(zhuǎn)化》，我覺(jué)得NGO做的就是這件事。

主持人：謝謝鄭老師，透明撬動(dòng)治污。我們?cè)瓉?lái)只想到透明是一個(gè)原則上的美好，如今透明可以給我們切切實(shí)實(shí)地帶來(lái)實(shí)際問(wèn)題的解決。從蘋(píng)果的案例上我們看到了這一點(diǎn)。下面有請(qǐng)商道縱橫的創(chuàng)始人郭沛源博士來(lái)談?wù)勊囊庖?jiàn)。

郭沛源：首先還是表示祝賀。商道縱橫是一家咨詢公司，我跟在座的很多人身份不一樣，可是我們橫跨兩屆，一方面給企業(yè)提供服務(wù)，同時(shí)也給很多NGO組織一些很密切的合作，所以我們更多會(huì)從怎么樣履行企業(yè)社會(huì)責(zé)任來(lái)看。看了這個(gè)報(bào)告談一些體會(huì)：

首先，他們一定很辛苦，我看到初稿的時(shí)候還不是這個(gè)名字，今天早上來(lái)了以后我發(fā)現(xiàn)換成了撬動(dòng)兩個(gè)字了。我覺(jué)得換得很好，因?yàn)榍藙?dòng)是什么意思？鄭老師說(shuō)借力打力，更通俗一點(diǎn)講就是四兩撥千斤。馬老師很有名可是NGO沒(méi)有那么大名氣去找供應(yīng)商人家是不會(huì)理你的。那樣的辦法在現(xiàn)實(shí)中是不管用的。那么我們可以很好地回味一下撬動(dòng)這兩個(gè)字到底代表了什么。我的分析是，NGO撬動(dòng)了輿論公眾還有消費(fèi)者的力量，而輿論公眾和消費(fèi)者的力量撬動(dòng)了品牌的力量。品牌的力量撬動(dòng)了生產(chǎn)商的利益，最后生產(chǎn)商、工廠作出了改變。這其實(shí)是一連串的關(guān)系，所以用撬動(dòng)這兩個(gè)字應(yīng)該是很好，而且對(duì)NGO其他領(lǐng)域很有借鑒的意義。從我的角度來(lái)看，我覺(jué)得撬動(dòng)的核心是透明。因?yàn)闆](méi)有透明度的話，我剛才聽(tīng)了馬老師的介紹很吃驚，我了解到國(guó)內(nèi)很多NGO天天都講環(huán)保，可是沒(méi)有多少人學(xué)環(huán)境工程出身，我是學(xué)環(huán)保出身的，我本科學(xué)的是環(huán)境工程，可是我看到剛才馬軍介紹的那部分內(nèi)容，對(duì)我來(lái)說(shuō)都覺(jué)得比較有技術(shù)含量了。所以要做到這一點(diǎn)，沒(méi)有透明度是很難的。而馬軍用一個(gè)很好的方式把這些信息用大家看得見(jiàn)、摸得著的打鉤的形式和品牌排名的形式來(lái)陳述給大家。透明這兩個(gè)字是我們能撬動(dòng)供應(yīng)鏈的很重要的砝碼。而且我們也注意到盡管還有各種各樣的不如意，但是我們企業(yè)的透明度是在增加。我們也在發(fā)布企業(yè)的報(bào)告。根據(jù)我們的統(tǒng)計(jì)2011年全國(guó)大概有1001多份企業(yè)社會(huì)責(zé)任的報(bào)告。2012年達(dá)到了1500多份，在座有人看到過(guò)的話會(huì)覺(jué)得那是精美的畫(huà)冊(cè)，但我覺(jué)得我們我們需要有一個(gè)過(guò)程，第一步要把人家的嘴巴撬開(kāi)了，等他說(shuō)話了我們?cè)僬鐒e他說(shuō)的是好的或是不好的，是對(duì)的或者是不對(duì)的。所以我覺(jué)得不管是媒體還是NGO，包括我們這樣的咨詢機(jī)構(gòu)都應(yīng)該共同地推動(dòng)透明度，這就是剛才大家一直在討論到的驅(qū)動(dòng)力或者是從更學(xué)術(shù)的角度來(lái)看，是市場(chǎng)失靈和政府失靈的情況下，民間的力量做民間的救濟(jì)，通過(guò)透明度來(lái)撬動(dòng)工廠的改變。我覺(jué)得這是我從報(bào)告里看到的一點(diǎn)。

接下來(lái)再講兩點(diǎn)展望，我覺(jué)得這是持續(xù)不斷的過(guò)程，很難要求工廠在一夜之間發(fā)生變化，我們也很難要求品牌商在一夜之間發(fā)生變化。對(duì)IPE等NGO選擇也是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程。我覺(jué)得已經(jīng)是一個(gè)成就了，但同時(shí)還有很多的東西可以改進(jìn)，這也是我們一直在講可持續(xù)發(fā)展中的持續(xù)的改進(jìn)。所以我會(huì)從未來(lái)的方向來(lái)看品牌商或者是這個(gè)行動(dòng)本身還能做什么，以及我們的綠色選擇還可以做更多的什么東西。從品牌商這一點(diǎn)，我覺(jué)得有三個(gè)東西可以去做。第一點(diǎn)是二級(jí)供應(yīng)商，現(xiàn)在很多只是停留在概念的層面或者是探索的層面，因?yàn)榇_實(shí)很難。一級(jí)供應(yīng)商都管不過(guò)來(lái)還要管二級(jí)這是很難的。但這是一個(gè)很重要的方向，因?yàn)槲铱吹胶芏啻蟮钠放粕蹋绕涫瞧髽I(yè)個(gè)人做得不錯(cuò)的，現(xiàn)在都在想一個(gè)問(wèn)題是怎么樣去管理二級(jí)供應(yīng)商，我相信他們可能也沒(méi)有現(xiàn)成的辦法，但我特別希望在這個(gè)行動(dòng)中看到有一些好的經(jīng)驗(yàn)可以推動(dòng)下去。第二點(diǎn)，我覺(jué)得我們更多在強(qiáng)調(diào)供應(yīng)鏈，但我同時(shí)提醒大家，對(duì)IT產(chǎn)品以及很多企業(yè)還有一個(gè)概念是LCA、產(chǎn)品的生命周期，或者是價(jià)值鏈。除了供應(yīng)鏈這一端我們還要看另外一端。我記得很早以前綠色和平做電子垃圾的。這塊我們要考慮慢慢納入進(jìn)來(lái)。尤其是現(xiàn)在手機(jī)的持有量這么多，HTC這樣的公司必須要承擔(dān)起責(zé)任。

第三，更多可以從品牌的角度考慮。我們經(jīng)常跟企業(yè)社會(huì)責(zé)任，其實(shí)是有高下之分的，我們不要血汗工廠都要環(huán)保，談幾次我們都知道哪一個(gè)公司是到位和有境界的。好一點(diǎn)的說(shuō)我要把企業(yè)社會(huì)責(zé)任做得更積極一點(diǎn)，但更有境界的是把自己的產(chǎn)品和服務(wù)作為問(wèn)題解決方案的一部分。這應(yīng)該是公司追求企業(yè)社會(huì)責(zé)任最有境界的高度。落實(shí)到IT行業(yè)怎么看？也就是說(shuō)IT本身是可以推進(jìn)環(huán)境保護(hù)方面的透明度以及整個(gè)供應(yīng)鏈的透明度，同時(shí)推進(jìn)整個(gè)行業(yè)的企業(yè)社會(huì)責(zé)任的。比如說(shuō)蘋(píng)果從一個(gè)反面教材到現(xiàn)在開(kāi)始改進(jìn)了，可以不可以再往前邁一步，他自己去開(kāi)發(fā)一個(gè)App，把水污染地圖放進(jìn)去，這不是一個(gè)很好的辦法嗎？這樣的話就是解決方案的一部分。又比如說(shuō)那么多手機(jī)GPS已經(jīng)是標(biāo)配了，有沒(méi)有可能過(guò)一兩年把PM2.5的監(jiān)測(cè)儀也作為標(biāo)配。走到哪兒不是看手機(jī)信號(hào)有多強(qiáng)，而是PM2.5有多強(qiáng)，如果爆表我就跑到別的地方打手機(jī)。這是作為產(chǎn)品的提供商IT可以更進(jìn)步的。真的是這種情況發(fā)生，馬軍他們的評(píng)價(jià)體系就要加一個(gè)加分項(xiàng)。不僅僅是減分了，可能還是加分項(xiàng)。我這還只是往前看。

第二個(gè)問(wèn)題從綠色選擇的角度來(lái)看往前怎么做呢？我覺(jué)得可以應(yīng)用到其他的領(lǐng)域。我一直以為住在北京城有很多的污染，最近我深切地體會(huì)到我出差到上海，人家說(shuō)你們北京污染得很厲害，我已經(jīng)深切地感受到人家對(duì)我的同情。我覺(jué)得空氣污染是非常嚴(yán)重，我們變成了被同情的一部分，說(shuō)實(shí)話是挺讓我不舒服的。這是一個(gè)現(xiàn)實(shí)。我們可以把這樣的理念應(yīng)用到別的領(lǐng)域。比如說(shuō)空氣的問(wèn)題，我覺(jué)得其實(shí)有一個(gè)概念我一直想跟大家傳播。我們經(jīng)常說(shuō)自己是受害者，生活在北京呼吸這樣的污染的空氣，要提醒大家的是其實(shí)每個(gè)人的身份都是多重的。在家庭里你可能是丈夫的角色、也可能是爸爸的角色，也可能是兒子的角色，不能只強(qiáng)調(diào)一個(gè)角色。在社會(huì)上也是如此的，在北京我們是受害者角色我們也是消費(fèi)者。但是還有可能也是銀行的存款人，大家多多少少都有錢存在銀行里，還有你可能是基金公司或者是上市公司的投資人，這些身份你有沒(méi)有考慮到你是受害者又是消費(fèi)者，又是存款人還是投資者。如果我們覺(jué)得自己是受害者在北京呼吸著污染的空氣，我們有沒(méi)有想過(guò)什么樣的問(wèn)題造成了空氣污染？汽車尾氣，什么樣的東西造成了這樣的污染，汽車的生產(chǎn)和建筑公司。而這些汽車生產(chǎn)商賺了大把的錢體現(xiàn)在什么地方。要把錢存在銀行，也要分給投資者。如果買了某家公司的股票就是分紅。只不過(guò)拿了兩萬(wàn)塊錢又拿了五萬(wàn)塊錢去醫(yī)院。但大家都沒(méi)有想過(guò)這樣的角色，我提醒大家的是，我們要想各種角色。換句話說(shuō)綠色消費(fèi)聯(lián)盟只是在撬動(dòng)大家的消費(fèi)，但還有其他的消費(fèi)我們可以去撬動(dòng)的。我們需要的是水污染地圖還有像蘋(píng)果這樣的報(bào)告，把我剛才說(shuō)的很理論化很復(fù)雜的信息變得簡(jiǎn)易讓大家看到。實(shí)際上是把每個(gè)人的個(gè)人利益和日常的行為連接起來(lái)，我覺(jué)得這也是透明的力量。而NGO在市場(chǎng)和政府失靈的時(shí)候能做的是搭建平臺(tái)，把這些信息變得公眾理解，媒體理解，每一個(gè)人都能理解，并且很容易采取行動(dòng)，我想這是未來(lái)的一個(gè)方向所在。

希望講的這些內(nèi)容對(duì)大家有所啟示。謝謝！

主持人：謝謝郭博士為我們描繪了一個(gè)豐富多彩的綠色選擇的未來(lái)。提問(wèn)和交流的時(shí)間有5分鐘，誰(shuí)想進(jìn)一步了解可以舉手。如果現(xiàn)在沒(méi)有問(wèn)題大家可以私下里交流。今天我們的發(fā)布會(huì)就到此結(jié)束。謝謝大家抽出一個(gè)上午的時(shí)間來(lái)參與這個(gè)會(huì)。謝謝各位！

第四篇：變壓吸附工藝流程

變壓吸附工藝流程

物料在精餾低塔系統(tǒng)處理完畢后，剩余的不凝氣體經(jīng)過(guò)預(yù)熱器預(yù)熱進(jìn)入吸附塔，乙炔和氯乙烯被吸附下來(lái)，無(wú)法被吸附劑吸附下來(lái)的其他氣體通過(guò)尾排閥門(mén)排放到大氣中。

吸附飽和的吸附塔經(jīng)過(guò)壓力均降，逆放，抽空一，抽空二，抽沖，抽空三，壓力均升，終充8個(gè)步驟進(jìn)行處理，塔內(nèi)吸附的乙炔和氯乙烯完全解吸出來(lái)，通過(guò)壓力差和真空泵送入轉(zhuǎn)化。

下面將變壓吸附的9個(gè)步驟進(jìn)行分步介紹：

1、吸附

不凝氣體在尾排前進(jìn)入預(yù)熱器，原料氣在預(yù)熱器內(nèi)加熱到40℃后，通過(guò)KV1閥送到吸附塔內(nèi)。六塔流程為兩個(gè)塔同時(shí)進(jìn)行吸附，其他四個(gè)塔進(jìn)行處理。原料氣內(nèi)氯乙烯和乙炔在吸附塔內(nèi)被吸附下來(lái)，剩余未被吸附的氣體，經(jīng)過(guò)KV2閥到達(dá)尾排，通過(guò)壓力調(diào)節(jié)閥門(mén)排放至空氣中。

此過(guò)程需要的時(shí)間為804S，壓力比精餾系統(tǒng)的壓力低0.02MPa，在0.47～0.49 MPa。總時(shí)間的設(shè)定是根據(jù)原料氣流量、凈化氣內(nèi)的氯乙烯和乙炔含量決定的。

如精餾系統(tǒng)出現(xiàn)波動(dòng)，變壓吸附的壓力也同時(shí)跟著波動(dòng)。所以，我們?cè)诓僮鲿r(shí)，要保證精餾壓力及原料氣的流量穩(wěn)定。當(dāng)精餾停車時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)KV10，KV11或KV15,KV16閥切換至直排；精餾壓力低到設(shè)定值（0.45 MPa）時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行切換。

2、壓力均降 吸附結(jié)束后，飽和的吸附塔在設(shè)定好的T2步驟進(jìn)行壓力降，通過(guò)KV5和KV9閥，將吸附塔內(nèi)的壓力泄入中間罐內(nèi)。均降步驟在16S就可完成，剩余的時(shí)間留給抽空三，使得抽空三步壓力盡可能的抽至-0.09MPa吸附塔的解吸更徹底。

吸附塔壓力由0.48MPa降至0.22MPa。

3、逆放

均壓結(jié)束后，吸附塔的逆放為T(mén)4和T6步驟，共計(jì)130S。此時(shí)，吸附塔的壓力通過(guò)KV17閥進(jìn)入轉(zhuǎn)化二級(jí)混脫，為防止轉(zhuǎn)化壓力波動(dòng)，控制HV102閥門(mén)的開(kāi)度調(diào)節(jié)，使氣體的壓力緩慢釋放。

壓力由0.22MPa降至0.04～0.05MPa。HV102的斜率系數(shù)為1.00，閥門(mén)的最小開(kāi)度為25%，最大開(kāi)度為100%。

4、抽空一

逆放結(jié)束后為吸附塔的T8抽空一，打開(kāi)KV18或KV19閥控制HV102閥門(mén)的開(kāi)度，真空泵

設(shè)定的時(shí)間為132S，達(dá)到要求的真空度-0.05 MPa。

5、抽空二

6、抽沖

7、抽空三

8、壓力均升

9、終充

第五篇：吸附作用的應(yīng)用研究綜述報(bào)告剖析

吸附作用的應(yīng)用研究綜述報(bào)告

摘要：吸附應(yīng)用最早可以追溯到遠(yuǎn)古時(shí)代，那時(shí)人類用木炭來(lái)防水吸潮。近現(xiàn)代隨著科技的高速發(fā)展，吸附技術(shù)廣泛應(yīng)用于包括化工、輕工、煉油、冶金和環(huán)保等眾多領(lǐng)域。根據(jù)吸附機(jī)理不同，可以分為化學(xué)吸附和物理吸附，而目前工業(yè)上常用的吸附劑主要有活性炭，活性氧化鋁，硅膠，分子篩等。本文介紹了吸附的一些基礎(chǔ)概念，并列舉了吸附作用在廢水凈化、有機(jī)物回收、環(huán)保、醫(yī)療等方面的研究進(jìn)展，并且預(yù)測(cè)了吸附技術(shù)的以后發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：吸附;活性炭;活性氧化鋁;硅膠;分子篩

ABSTRACT: The adsorption application can be traced back to ancient times, the early humans use charcoal to be absorb moisture.With the rapid development of science and technology in modern times, the adsorption technology is widely applied in many fields including chemical industry, light industry, oil refining, metallurgy and environmental protection, etc.Based on the different mechanisms of adsorption, it can be divided into two parts, chemical adsorption and physical adsorption.Besides, at present, common adsorbents in industry are activated carbon, activated alumina, silica gel, molecular sieve, etc.In this paper, it introduces some basic concepts about adsorption, and lists the research progress of adsorption application on wastewater purification, organic compounds recycling, environmental protection, medical treatment, and forecasts the developing trends of adsorption technology in future.KEY WORDS: adsorption;activated carbon;activated alumina;silica gel;molecular sieve

1前言

人類對(duì)吸附的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用可以追溯到遠(yuǎn)古時(shí)代,馬王堆古墓出土文物中就發(fā)現(xiàn)有木炭用來(lái)防水吸潮。在近代工業(yè)中, 人們對(duì)吸附的知識(shí)還停留在直接開(kāi)發(fā)使用,如空氣和工業(yè)廢氣的凈化,防毒面具里活性炭吸附有毒氣體,硬水軟化用到離子交換樹(shù)脂等,吸附技術(shù)一直以輔助的作用出現(xiàn)在化工單元操作中。近30年來(lái),新型吸附劑的開(kāi)發(fā)為吸附技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。首先,Milto發(fā)明了合成沸石分子篩,它對(duì)空氣中的氮具有優(yōu)先吸附的特征,因此被用于開(kāi)發(fā)、分離空氣的工藝過(guò)程;接著,Skarstrom發(fā)明吸附循環(huán)分離技術(shù);然后,經(jīng)過(guò)一系列的改進(jìn)和完善,變壓吸附技術(shù)用于大規(guī)模氣體分離場(chǎng)合的成功開(kāi)發(fā),在吸附領(lǐng)域取得突破性的進(jìn)展,吸附循環(huán)分離技術(shù)的成功開(kāi)發(fā),使吸附技術(shù)成為化學(xué)工業(yè)和石油化學(xué)工業(yè)中重要的分離過(guò)程,奠定了吸附技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)中的重要地位。[1] 吸附的概念

固體物質(zhì)表面對(duì)氣體或液體分子的吸著現(xiàn)象稱為吸附，其中被吸附的物質(zhì)稱為吸附質(zhì)，固體物質(zhì)稱為吸附劑。吸附在廣義地講是指固體表面對(duì)氣體或液體的吸著現(xiàn)象。固體稱為吸附劑，被吸附的物質(zhì)稱為吸附質(zhì)。根據(jù)吸附質(zhì)與吸附劑表面分子間結(jié)合力的性質(zhì)，可分為物理吸附和化學(xué)吸附。物理吸附由吸附質(zhì)與吸附劑分子間引力所引起，結(jié)合力較弱，吸附熱比較小，容易脫附，如活性炭對(duì)氣體的吸附。化學(xué)吸附則由吸附質(zhì)與吸附劑間的化學(xué)鍵所引起,猶如化學(xué)反應(yīng)，吸附常是不可逆的,吸附熱通常較大，如氣相催化加氫中鎳催化劑對(duì)氫的吸附。在化工生產(chǎn)中,吸附專指用固體吸附劑處理流體混合物,將其中所含的一種或幾種組分吸附在固體表面上，從而使混合物組分分離，是一種屬于傳質(zhì)分離過(guò)程的單元操作，所涉及的主要是物理吸附。吸附原理

當(dāng)液體或氣體混合物與吸附劑長(zhǎng)時(shí)間充分接觸后，系統(tǒng)達(dá)到平衡，吸附質(zhì)的平衡吸附量（單位質(zhì)量吸附劑在達(dá)到吸附平衡時(shí)所吸附的吸附質(zhì)量），首先取決于吸附劑的化學(xué)組成和物理結(jié)構(gòu)，同時(shí)與系統(tǒng)的溫度和壓力以及該組分和其他組分的濃度或分壓有關(guān)。對(duì)于只含一種吸附質(zhì)的混合物，在一定溫度下吸附質(zhì)的平衡吸附量與其濃度或分壓間的函數(shù)關(guān)系的圖線，稱為吸附等溫線。對(duì)于壓力不太高的氣體混合物，惰性組分對(duì)吸附等溫線基本無(wú)影響；而液體混合物的溶劑通常對(duì)吸附等溫線有影響。同一體系的吸附等溫線隨溫度而改變。溫度愈高，平衡吸附量愈小。當(dāng)混合物中含有幾種吸附質(zhì)時(shí)，各組分的平衡吸附量不同，被吸附的各組分濃度之比，一般不同于原混合物組成，即分離因子（見(jiàn)傳質(zhì)分離過(guò)程）不等于1。吸附劑的選擇性愈好,愈有利于吸附分離。

分離只含一種吸附質(zhì)的混合物時(shí)，過(guò)程最為簡(jiǎn)單。當(dāng)原料中吸附質(zhì)含量很低,而平衡吸附量又相當(dāng)大時(shí),混合物與吸附劑一次接觸就可使吸附質(zhì)完全被吸附。吸附劑經(jīng)脫附再生后循環(huán)使用，并同時(shí)得到吸附質(zhì)產(chǎn)品。但是工業(yè)上經(jīng)常遇到的一些情況，是混合物料中含有幾種吸附質(zhì),或是吸附劑的選擇性不高，平衡吸附量不大,若混合物與吸附劑僅進(jìn)行一次接觸就不能滿足分離要求，或吸附劑用量太大時(shí)，須用多級(jí)的或微分接觸的傳質(zhì)設(shè)備。[2] 吸附分類

據(jù)吸附質(zhì)和吸附劑之間吸附力的不同，吸附分為物理吸附與化學(xué)吸附兩大類。

⑴ 物理吸附或稱范德華吸附：它是吸附劑分子與吸附質(zhì)分子間吸引力作用的結(jié)果，因其分子間結(jié)合力較弱，故容易脫附，如固體和氣體之間的分子引力大于氣體內(nèi)部分子之間的引力，氣體就會(huì)凝結(jié)在固體表面上，吸附過(guò)程達(dá)到平衡時(shí)，吸附在吸附劑上的吸附質(zhì)的蒸汽壓應(yīng)等于其在氣相中的分壓。

⑵ 化學(xué)吸附：是由吸附質(zhì)與吸附劑分子間化學(xué)健的作用所引起，其間結(jié)合力比物理吸附大得多，放出的熱量也大得多，與化學(xué)反應(yīng)熱數(shù)量級(jí)相當(dāng)，過(guò)程往往不可逆。化學(xué)吸附在催化反應(yīng)中起重要作用。[3]5 吸附劑的種類

目前工業(yè)上常用的吸附劑主要有活性炭，活性氧化鋁，硅膠，分子篩等。[4]-[6]

5.1活性炭

吸附原理: 依靠自身獨(dú)特的孔隙結(jié)構(gòu)

活性炭是一種主要由含碳材料制成的外觀呈黑色，內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、比表面積大、吸附能力強(qiáng)的一類微晶質(zhì)碳素材料。活性炭材料中有大量肉眼看不見(jiàn)的微孔，1克活性炭材料中微孔，將其展開(kāi)后表面積可高達(dá)800～1500m2，特殊用途的更高。

分子之間相互吸附的作用力 ：

雖然分子運(yùn)動(dòng)速度受溫度和材質(zhì)等原因的影響，但它在微環(huán)境下始終是不停運(yùn)動(dòng)的。由于分子之間擁有相互吸引的作用力，當(dāng)一個(gè)分子被活性炭?jī)?nèi)孔捕捉進(jìn)入到活性炭?jī)?nèi)孔隙中后，由于分子之間相互吸引的原因，會(huì)導(dǎo)致更多的分子不斷被吸引，直到添滿活性炭?jī)?nèi)孔隙為止。

活性炭的應(yīng)用: 常用于溶劑回收，溶液脫色、除臭、凈制等過(guò)程。是當(dāng)前應(yīng)用最普遍的吸附劑。

活性炭的制備：

通常所有含碳的物料，如木材，果殼，褐煤等都可以加工成黑炭，經(jīng)活化制成活性炭。活化方法主要有兩種：即藥品活化和氣體活化。藥品活化是在原料中加入藥品，如ZnCl2、H3PO4等，在非活性氣體中加熱，進(jìn)行干餾和活化。氣體活化是通入水蒸汽、CO2、空氣等在700～1100℃下反應(yīng)，使之活化。炭中含水會(huì)降低其活性。一般活性炭的活化表面約600～1700m2/g。5.2 硅膠

硅膠是一種堅(jiān)硬無(wú)定形鏈狀和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硅酸聚合物顆粒，是一種親水性極性吸附劑。因其是多孔結(jié)構(gòu)．比表面積可達(dá)350m2／g左右。工業(yè)上用的硅膠有球型、無(wú)定型、加工成型及粉末狀四種。主要用于氣體的干燥脫水，催化劑載體及烴類分離等過(guò)程。

硅膠吸附劑是粉末狀多孔固體，其起到吸附作用的基團(tuán)是硅醇基上的羥基(吸附中心)，這些羥基所處的形態(tài)不同，其吸附能力也不同。5.3 活性氧化鋁

活性氧化鋁為無(wú)定形的多孔結(jié)構(gòu)物質(zhì)，一般由氧化鋁的水合物(以三水合物為主)加熱，脫水和活化制得，其活化溫度隨氧化鋁水合物種類不同而不同，一般為250～500℃,孔徑約從20?到50?,典型的比表面積為200～500m2/g。活性氧化鋁具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，可在移動(dòng)床中使用。對(duì)水具有很強(qiáng)的吸附能力，故主要用于液體和氣體的干燥。5.4 分子篩

分子篩是一種具有立方晶格的硅鋁酸鹽化合物。分子篩具有均勻的微孔結(jié)構(gòu)，它的孔穴直徑大小均勻，這些孔穴能把比其直徑小的分子吸附到孔腔的內(nèi)部，并對(duì)極性分子和不飽和分子具有優(yōu)先吸附能力，因而能把極性程度不同，飽和程度不同，分子大小不同及沸點(diǎn)不同的分子分離開(kāi)來(lái)，即具有“篩分”分子的作用。分子篩(合成沸石)一般可用Mn/2·Al2O3·mSiO2·pH2O,式表示的含水硅酸鹽。其中M表示金屬離子，多數(shù)為鈉、鉀、鈣，也可以是有機(jī)胺或復(fù)合離子。n表示復(fù)合離子的價(jià)數(shù)，y和w分別表示SiO2和H2O的分子數(shù)，y又稱為硅鋁比，硅鋁比為2左右的稱為A型分子篩，3左右的稱為X型分子篩，3以上稱為Y型分子篩。吸附作用的應(yīng)用

6.1廢水凈化

V.M.Mabel等[7]研究了多種金屬離子共存，以及在有機(jī)物存在時(shí)，墨西哥斜發(fā)沸石對(duì)工業(yè)廢水中金屬離子的吸附去除能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，斜發(fā)沸石能對(duì)Pb（pH在8.0左右）、Cd(Ph<10.0)進(jìn)行有效吸附，去除率均能達(dá)到95%以上；當(dāng)有Cr(Ⅵ)存在時(shí)，Pb和Cd的去除率大大降低，由于它們?cè)谂c鉻酸根反應(yīng)形成了化合物，降低了與沸石發(fā)生離子交換的親和力。

Duran 等采用60 Co2γ合成了不同單體 AM 共聚組成的聚丙烯酸2丙烯(PAAAM),并將其應(yīng)用于染料Janus藍(lán)(CR)的酰胺水凝膠 B(JGB)、Congo紅(non2Fick)擴(kuò)散機(jī)吸附分離 ,結(jié)果表明 :流體進(jìn)入水凝膠的擴(kuò)散過(guò)程服從非費(fèi)克 理。對(duì) JGB的吸附量較高 ,而對(duì) CR不能吸附;PAAAM水凝膠能成功地用于包含某些紡織染料廢水的純化分離。6.2 有機(jī)物回收

Serbezov A等[ 9]采用四步真空變壓吸附工藝分離回收丙烯/丙烷，將體積分?jǐn)?shù)為48%的丙烯和52%的丙烷于常壓常溫下送入吸附柱 ,恒壓吸附 ,降壓吹掃 ,真空吹掃脫附。吸附時(shí)氣體負(fù)荷為96.6 L/(h·kg),吸附劑為13X沸石 ,可回收體積分?jǐn)?shù)99%以上的丙烯產(chǎn)品。

日本Bell公司[10]采用變壓吸附分離凈化乙醇-水雙組分體系取得良好的效果,他們將水與乙醇分壓分別為44676 Pa和1679 Pa的雙組分與混合氣送入活性炭吸附床 ,在加壓/常溫條件下吸附 ,然后經(jīng)第一次減壓 ,脫附富水蒸氣;再經(jīng)第二次減壓 ,脫附用PSA方法從含有異丁烷的廢氣中分離回收高純度乙醇蒸氣 ,將第二次解吸氣體冷卻到-20℃,就可回收到純度達(dá) 98%的乙醇產(chǎn)品。將這種方法與去除生物質(zhì)發(fā)酵酒精中的其他雜質(zhì)包括醋酸乙酯、[8] 異戊醇和正丙醇等的分離凈化方法結(jié)合起來(lái)應(yīng)用,可將發(fā)酵酒精凈化濃縮傳統(tǒng)工藝的能耗減少50%。

天津大學(xué)徐林剛等[11]以ZSM-

5、MCM-41分子篩為載體，采用離子交換法制備了一系列用于汽油脫硫的負(fù)載金屬離子的改性分子篩吸附劑。結(jié)果表明，不同吸附劑對(duì)噻吩的吸附效果不同，CuY的效果較為明顯，并得出適宜的吸附條件：常溫，常壓，劑油質(zhì)量比為0.15。6.3環(huán)保方面的應(yīng)用

邢娜等[12]在常壓下研究了多種分子篩上NO和NO2的吸附和脫附情況。結(jié)果表明 ,有O2存在時(shí),O2與NO生成的NO2可與NO共吸附在分子篩上 ,顯著促進(jìn)了NO在分子篩特別是Na型分子篩上的吸附。在所研究的ZSM-5 ,13X ,SAPO , Y, β和 A 分子篩中 ,Hβ分子篩在無(wú)氧條件下對(duì)NO的吸附能力最強(qiáng);13X分子篩在有氧條件下對(duì)NO的吸附能力最強(qiáng) ,且對(duì) NO的吸附性能具有很好的重復(fù)性。

Yong Z等[13]研究了用ASRT 5分子篩吸附除去太空艙中的CO2，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1，溫度升高到175℃時(shí)，吸附量只有25℃時(shí)的24％。

表1 不同溫度下CO2在ASRT 5A分子篩上的吸附量

R.T.Yang等[14]采用Y型分子篩為載體，通過(guò)Cu交換，在室溫和常壓下可使汽油中硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)由5×10-4左右降低至2×10-7左右，脫硫后的汽油可以直接作為燃料電池的燃料。

北京北大先鋒科技有限公司李騰蛟等[15]采用該公司的變壓吸附技術(shù)分離河南順達(dá)化工科技有限公司200kt/a醋酸裝置的高壓尾氣中的CO,設(shè)計(jì)流程圖如圖1。結(jié)果表明，采用變壓吸附技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)了CO的低成本回收，醋酸尾氣中CHOH和CHI再利用，降低了醋酸的生產(chǎn)成本，而且有利于環(huán)境保護(hù)。

圖1 工藝流程框圖

6.4 醫(yī)療方面應(yīng)用

李國(guó)華等[16]利用大孔吸附樹(shù)脂對(duì)廣譜抗腫瘤抗生素鹽酸阿霉素進(jìn)行了系統(tǒng)研究。研究結(jié)果表明HA-01、HA-02樹(shù)脂具有良好的吸附能力，可望作為體外血液消除阿霉素中毒的解毒吸附劑。總結(jié)

現(xiàn)代吸附分離廣泛應(yīng)用于化工、輕工、煉油、冶金和環(huán)保等領(lǐng)域。目前，工業(yè)上常用的吸附劑主要有活性炭，活性氧化鋁，硅膠，分子篩等。吸附分離在廢水凈化、有機(jī)物回收、環(huán)保、醫(yī)療等方面應(yīng)用研究屢見(jiàn)于文獻(xiàn)中。最后，吸附技術(shù)同其他的先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，從而達(dá)到高效分離的效果，將是以后研究的重點(diǎn)。

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