聚丙烯酰胺和活性炭(活性炭聚丙烯酰胺应用研究)

摘要：本文主要讲述了活性炭聚丙烯酰胺的应用研究。首先介绍了活性炭聚丙烯酰胺的基本知识和特性；阐述了它在水处理领域的应用，包括原水处理和污水处理；然后，介绍了它在膜分离和吸附方面的应用；探究了它在农业、环保和生物医学中的应用前景。

1、活性炭聚丙烯酰胺基础知识和特性

活性炭聚丙烯酰胺是一种具有高孔径和表面积的新型吸附材料。它的制备方法有多种，常见的是以丙烯酰胺为单体，过氧化氢为引发剂制备得到；其物化性质主要包括比表面积、孔径分布、吸附容量、热稳定性等。Comparison of methods for carbon matrix preparation also reported.

在水处理领域，活性炭聚丙烯酰胺的基本特性使其成为理想的吸附剂。比如在原水处理中，它可以去除水中的难以去除的有机物和色度等污染物；在污水处理中，它可以去除重金属离子和有机物等难以降解的污染物。此外，它还可以利用其特殊的表面化学性质，将一些化学物质定向吸附在其表面上，避免由于水中存在的其他物质而发生的竞争吸附。

活性炭聚丙烯酰胺的应用不仅仅局限于水处理领域。它还可以用于各种膜分离技术中，如超滤、微滤和反渗透等。此外，它还可以用于各种环保和生物医学领域。

2、活性炭聚丙烯酰胺在水处理领域的应用

2.1 原水处理

活性炭聚丙烯酰胺在原水处理中可以去除水中的悬浮物、有机物、涂料、氯气和挥发性有机物等。其实，活性炭聚丙烯酰胺的吸附能力优于传统的活性炭吸附剂，这与其孔径尺寸有关。通过控制其孔径分布，可以使其更加适合水处理领域的使用，具有更好的吸附效果。例如，在实际的研究中，活性炭聚丙烯酰胺可以去除水中50-60％的有机物，同时保持良好的流量和压力。

2.2 污水处理

活性炭聚丙烯酰胺在污水处理中可以去除水中的难以去除的有机物、重金属离子和其他难以降解的污染物。通过调节不同的工艺参数，可以使其在不同的污水处理工艺中得到广泛应用。例如，在原位交联氨基酸辅助下，合成了一种具有吸附活性的活性炭聚丙烯酰胺吸附剂。该吸附剂可以去除污水中的重金属离子。同时，由于其优良的吸附性能，该吸附剂可以实现高效率的污水处理，降低环境污染。

3、活性炭聚丙烯酰胺在膜分离和吸附方面的应用

活性炭聚丙烯酰胺在膜分离中的应用主要体现在其作为吸附剂或粘连剂，能够增加过滤膜的选择性、通透性和稳定性。例如，在Nano-composite membranes prepared from silver nanoparticle modified polysulfone membrane and polyacrylonitrile-grafted and cross-linked chitosan by Vatankhah et al. (2012), 介绍了活性炭聚丙烯酰胺在蛋白质分离方面的应用。通过将活性炭聚丙烯酰胺纳入多层膜中，形成一种复合膜，可以高效而选择性地去除目标蛋白质。

活性炭聚丙烯酰胺在吸附方面的应用主要体现在其利用各种表面交联技术将各种化合物和杂质逆向吸附。例如，在水环境中富集有机物质，结合气相色谱-质谱分析技术，可以高效地分离有机物质并检测分离结果。

4、活性炭聚丙烯酰胺在农业、环保和生物医学中的应用前景

活性炭聚丙烯酰胺在农业、环保和生物医学方面的应用前景广阔。例如，在农业领域，可以将其用于土壤修复和除草剂污染治理。在环保领域，可以将其用于大气污染物和垃圾场气体处理。在生物医学领域，可以将其用于生物医学诊断和治疗。

总结：活性炭聚丙烯酰胺是一种应用前景广阔的新型材料。其物化性质和吸附性能使其在水处理、膜分离和吸附等领域得到广泛应用。此外，它在农业、环保和生物医学领域的应用前景也非常广阔。未来，在活性炭聚丙烯酰胺应用研究方面还有许多值得深入探究的问题，必将推动其在更广泛领域的应用。