活性炭吸附技术及其在家庭场景中的应用概述

活性炭具有稳定的特性，在家庭环境中可对空气中多种吸附质如挥发性有机物、异味，家庭用水中的金属离子、有机物进行吸附去除，吸附反应速度快。吸附过程不会产生副产物，对环境不会造成危害，同时也不会对人体本身产生危害，比较适合于在与人体密切接触的环境中使用。

活性炭可以通过改性来实现对不同物质的吸附需求，充分发挥活性炭的吸附性能。目前活性炭常用的改性方法有表面氧化改性、表面还原改性、负载金属改性、微波改性等，通过合适的改性方法能够明显提升活性炭对于污染物的吸附能力^[7]。王新豪等^[8]通过研究发现活性炭经离子液体改性后，能显著提高其对芳香烃的吸附性能，其中 [P(C₃H₇) (C₈H₁₇)₃]TFSI和[P(C₃H₇) (C₈H₁₇)₃]BF₄)浸渍改性活性炭的甲苯静态吸附量较大；[P(C₃H₇) (C₈H₁₇)₃]BF₄浸渍改性活性炭对于3种二甲苯异构体的吸附量最大，且排序依次为邻二甲苯>间二甲苯>对二甲苯。李玉堂等^[9]利用硝酸氧化改性和氨还原改性实现活性炭表面功能化，静态吸附实验的结果表明在pH值为4～7的范围内改性后的活性炭对水溶液中汞离子有较好的吸附效果。Chen等^[10]通过浸渍法制备Ag改性的活性炭，用于去除水中的溴化物。结果表明，改性活性炭对溴化物的去除率均高于未改性活性炭，Ag含量高、比表面积大的改性活性炭对溴化物的去除效果好。

2.2 缺陷

活性炭吸附过程多是可逆的物理吸附，即在一定温度、压强下达到平衡的体系。在高温、低压下吸附质可被解析出来，吸附持久性差，饱和后可能会造成二次污染，活性炭在较为潮湿的环境中会加速其吸附饱和的速度；此外，活性炭吸附空气中的有机物后，如不及时清理, 也可能会成为细菌滋生的场所，而活性炭本身的吸附性能也不能对细菌、病毒起到有效的杀灭作用。 

活性炭吸附饱和后，存在一定的更换需求，随之也会产生一定的使用成本。目前有一些观点认为可以通过阳光暴晒来恢复吸附饱和后活性炭的性能，而有关于活性炭再生技术的研究显示^[11]通过高温再生的方式来恢复活性炭性能，一般控制温度为（700~1000）℃, 但有时被吸附物仍不能被完全解吸, 仍有一部分碳化物残留在活性炭表面, 因此, 需要再通入水蒸气和其他氧化锌气体, 使其进一步被活化。高温活化法需要经过干燥、碳化、活化3个阶段。故单纯通过阳光暴晒是不能使活性炭恢复吸附性能的。