用于水中微量重金属离子吸附的碳材料及其吸附机制

来源：水处理技术杂志2026年第7期北京时间：

作者：袁浩轩1, 孙凯祥2, 蒋孝佳3, 陈京乐3, 王挺3,*

单位：1.浙江环科环境研究院有限公司,浙江 杭州 311121;2.浙江土力勘测设计院有限公司,浙江 绍兴 312000;3.浙江工商大学环境科学与工程学院,浙江 杭州 310012

摘要：为了获得去除水中微量重金属离子的吸附材料,本文选择典型的碳材料（活性炭、改性活性炭和羟基碳纳米管）为吸附剂,首先以吸附水中微量的重金属Co²⁺,系统开展碳材料形貌结构、表面基团和电荷等对重金属离子吸附性能的影响。结合吸附模型和热力学计算,揭示不同碳材料吸附重金属离子的主要机制。结果发现,活性炭和N改性活性炭作为吸附剂,对水体中微量的Co²⁺等重金属离子有良好的吸附性能,尤其N改性活性炭材料对Co²⁺去除能力最强,对Co²⁺的吸附去除率最高可达80%左右。碳材料对Co²⁺的吸附过程属于放热过程且是单层吸附,符合Langmuir等温吸附模型。Co²⁺在活性炭的吸附过程以物理吸附为主,吸附能力与碳材料的比表面积和孔容有关。而N改性活性炭对Co²⁺的吸附过程不仅有物理吸附还存在化学吸附,吸附能力与表面羟基等基团数量相关。N改性活性炭对其他重金属离子（如Pb²⁺与Cr⁶⁺）都具有较好的吸附性能,说明该碳材料在实际废水中去除重金属离子的应用上具有广阔的前景。

关键词：重金属离子,吸附,活性炭,碳纳米管,改性

基金资助：浙江省自然科学基金资助项目（No.LY19B060004）