Al2O3C杂化碳气凝胶电吸附去除氟离子的影响研究
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
试 验 发 现， 电 压 为 0.2 V、0.4 V、0.6 V、1.0 V、 1.4 V、1.6 V、1.8 V 时， 最 大 吸 附 容 量 为 0.55 mg/g、 1.06 mg/g、2.31 mg/g、3.53 mg/g、4.16 mg/g、5.47 mg/g、 6.67 mg/g，其中吸附平衡时间在 16 h 时基本能吸附完全。 正极采用的材料是 Al2O3/C 杂化碳气凝胶，而 Al2O3/C 杂 化碳气凝胶表面带吸附正电荷，从而使得电极的零电荷 电位不为 0。当电压小于零电荷电位时，电极表面吸附 有正电荷，使得双电层没法形成双电层，所以吸附量比 较低。当电压增大时吸附量逐步增大，进水在电压升为 1.8 V 时已经达到饮用水标准，其吸附容量为 5.66 mg/g， 所以在后续的试验过程中选择 1.8 V。 3.2 pH 值对电吸附除氟效果的影响
试验研究
3 பைடு நூலகம்结果与讨论
3.1 不同电压去氟离子的比较 吸附溶液的初始浓度为 10 mg/L，pH=6，调节电
压进行吸附试验。在进水浓度相同的情况下，采用静 态吸附后的 Al2O3/C 杂化碳气凝胶制备成的电极来观 察随着外加压的不同出水氟离子的变化浓度。试验发 现，电压高于 2 V 时会产生气泡，说明此情况下水已 经被电解成氧气和氢气，导致电吸附被破坏，所以电 压达到 2 V 后就不在本研究的考虑范围之内。
1 电极的制备
考 虑 到（Al5.31-RF15-PO/Al6）Al2O3/C 杂 化 碳 气凝胶比表面积大以及含铝量高，本研究以其为研究 对象，称取样品 0.8 g，炭黑 0.2 g，倒入研钵中并且 加入一定量的黏结剂（PTFE：0.15 g 和 SBR：0.1 g）， 然后将粉末研磨到块体（研磨到摸上去手上不沾黑 色），在烧杯中剪碎，然后称取样品 50 mg，用压片
收稿日期：2018-06-27 作者简介：卢春（1984-），男，江苏南通人，硕士研究生，助理工程师，从事污水处理工作。
－ ２０ －
Copyright©博看网 . All Rights Reserved.
第8期
卢 春等：Al2O3/C 杂化碳气凝胶电吸附去除氟离子的影响研究
机制成圆片，放到蒸发皿中烘干恒重，将圆片通过石 墨乳粘到石墨电极上制成正极；制作负极的方法和正 极的方向相似，样品和炭黑各 1 g，PTFE：0.15 g， SBR：0.1 g。
2 试验装置及试验方案
为了消除化学吸附的影响，本研究将制备好的 电极片用 NaF 溶液浸泡 24 h，此时溶液浓度不再发 生变化。正极和负极之间用一层隔膜纸进行隔开，将 配置的一定浓度的含氟溶液作为研究对象，将电极放 入溶液中，两边接通电源进行试验。在平行试验的过 程中保持吸附溶液的温度和搅拌状态，每隔一段时间 对烧杯中氟离子的浓度进行监测，待吸附完毕后，关 闭电源短接，等一段时间对水溶液的浓度进行监测， 以观察水中氟离子的浓度变化情况。本试验主要研究 了 pH、初始浓度、电压对电吸附的影响，并分析了 电吸附动力学原理，最后对电吸附脱附部分进行研究。
试验研究
中国资源综合利用 Ｃｈｉｎａ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
Vol.36，No.8 2018 年 8 月
Al2O3/C 杂化碳气凝胶电吸附去除氟离子的影响研究
卢 春，王 华
（海安恒发污水处理有限公司，江苏 南通 226600）
摘要：在不同 pH、不同电压值和不同初始浓度的试验条件下，本文分别研究了 Al2O3/C 杂化碳气凝胶电吸
随着电化学理论和吸附分离技术的不断提高，目 前将两者进行交叉的电吸附理论和技术越来越显示出 其活力 [1]。国内外已经开始将电吸附技术用于水处理 方面的研究，并且取得了很好的成果 [2]。Al2O3/C 杂 化碳气气凝胶是一种新兴的结构可控制的纳米多孔碳 材料，并且具有丰富的空洞、较大的比表面积以及良 好的高导电率和机械性能，是非常理想的水相中电极 除盐的电吸附材料。本文主要通过一系列的平行试验 来研究 Al2O3/C 杂化碳气气凝胶的除氟效果。
附去除水中氟离子的效果，根据试验结果确定了吸附的最佳条件。同时，研究了 Al2O3/C 杂化碳气凝胶吸
附动力学特征，并提出相关建议，以期对后续相关去除氟离子的研究有指导意义。
关键词：Al2O3/C 杂化碳气凝胶；电压；吸附
中图分类号：TU991.266
文献标识码：A
文章编号：1008-9500(2018)08-0020-03
Effect of Electrosorption of Al2O3/C Hybrid Carbon Aerogel on Fluoride Ion Removal
Lu Chun, Wang Hua (Haian Hengfa Sewage Treatment Co., Ltd., Nantong 226600, China)
Abstract: Under the experimental conditions of different pH, different voltage values and different initial concentrations, the effects of Al2O3/C hybrid carbon aerogel on the removal of fluoride ion in water were studied respectively. The optimal conditions for adsorption were determined according to the experimental results. At the same time, the adsorption kinetics of Al2O3/C hybrid carbon aerogels was studied, and relevant suggestions were put forward, in order to guide the subsequent related research on fluoride ion removal. Keywords: Al2O3/C hybrid carbon aerogel; voltage; adsorption
试验研究
3 பைடு நூலகம்结果与讨论
3.1 不同电压去氟离子的比较 吸附溶液的初始浓度为 10 mg/L，pH=6，调节电
压进行吸附试验。在进水浓度相同的情况下，采用静 态吸附后的 Al2O3/C 杂化碳气凝胶制备成的电极来观 察随着外加压的不同出水氟离子的变化浓度。试验发 现，电压高于 2 V 时会产生气泡，说明此情况下水已 经被电解成氧气和氢气，导致电吸附被破坏，所以电 压达到 2 V 后就不在本研究的考虑范围之内。
1 电极的制备
考 虑 到（Al5.31-RF15-PO/Al6）Al2O3/C 杂 化 碳 气凝胶比表面积大以及含铝量高，本研究以其为研究 对象，称取样品 0.8 g，炭黑 0.2 g，倒入研钵中并且 加入一定量的黏结剂（PTFE：0.15 g 和 SBR：0.1 g）， 然后将粉末研磨到块体（研磨到摸上去手上不沾黑 色），在烧杯中剪碎，然后称取样品 50 mg，用压片
收稿日期：2018-06-27 作者简介：卢春（1984-），男，江苏南通人，硕士研究生，助理工程师，从事污水处理工作。
－ ２０ －
Copyright©博看网 . All Rights Reserved.
第8期
卢 春等：Al2O3/C 杂化碳气凝胶电吸附去除氟离子的影响研究
机制成圆片，放到蒸发皿中烘干恒重，将圆片通过石 墨乳粘到石墨电极上制成正极；制作负极的方法和正 极的方向相似，样品和炭黑各 1 g，PTFE：0.15 g， SBR：0.1 g。
2 试验装置及试验方案
为了消除化学吸附的影响，本研究将制备好的 电极片用 NaF 溶液浸泡 24 h，此时溶液浓度不再发 生变化。正极和负极之间用一层隔膜纸进行隔开，将 配置的一定浓度的含氟溶液作为研究对象，将电极放 入溶液中，两边接通电源进行试验。在平行试验的过 程中保持吸附溶液的温度和搅拌状态，每隔一段时间 对烧杯中氟离子的浓度进行监测，待吸附完毕后，关 闭电源短接，等一段时间对水溶液的浓度进行监测， 以观察水中氟离子的浓度变化情况。本试验主要研究 了 pH、初始浓度、电压对电吸附的影响，并分析了 电吸附动力学原理，最后对电吸附脱附部分进行研究。
试验研究
中国资源综合利用 Ｃｈｉｎａ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
Vol.36，No.8 2018 年 8 月
Al2O3/C 杂化碳气凝胶电吸附去除氟离子的影响研究
卢 春，王 华
（海安恒发污水处理有限公司，江苏 南通 226600）
摘要：在不同 pH、不同电压值和不同初始浓度的试验条件下，本文分别研究了 Al2O3/C 杂化碳气凝胶电吸
随着电化学理论和吸附分离技术的不断提高，目 前将两者进行交叉的电吸附理论和技术越来越显示出 其活力 [1]。国内外已经开始将电吸附技术用于水处理 方面的研究，并且取得了很好的成果 [2]。Al2O3/C 杂 化碳气气凝胶是一种新兴的结构可控制的纳米多孔碳 材料，并且具有丰富的空洞、较大的比表面积以及良 好的高导电率和机械性能，是非常理想的水相中电极 除盐的电吸附材料。本文主要通过一系列的平行试验 来研究 Al2O3/C 杂化碳气气凝胶的除氟效果。
附去除水中氟离子的效果，根据试验结果确定了吸附的最佳条件。同时，研究了 Al2O3/C 杂化碳气凝胶吸
附动力学特征，并提出相关建议，以期对后续相关去除氟离子的研究有指导意义。
关键词：Al2O3/C 杂化碳气凝胶；电压；吸附
中图分类号：TU991.266
文献标识码：A
文章编号：1008-9500(2018)08-0020-03
Effect of Electrosorption of Al2O3/C Hybrid Carbon Aerogel on Fluoride Ion Removal
Lu Chun, Wang Hua (Haian Hengfa Sewage Treatment Co., Ltd., Nantong 226600, China)
Abstract: Under the experimental conditions of different pH, different voltage values and different initial concentrations, the effects of Al2O3/C hybrid carbon aerogel on the removal of fluoride ion in water were studied respectively. The optimal conditions for adsorption were determined according to the experimental results. At the same time, the adsorption kinetics of Al2O3/C hybrid carbon aerogels was studied, and relevant suggestions were put forward, in order to guide the subsequent related research on fluoride ion removal. Keywords: Al2O3/C hybrid carbon aerogel; voltage; adsorption