活性炭吸附铜离子的研究
化学改性活性炭对Cu_离子吸附性能的研究
第28卷 第2期2006年4月 湖州师范学院学报Journal of Huzhou Teachers CollegeVol.28 No.2Apr.,2006化学改性活性炭对Cu(Ⅱ)离子吸附性能的研究3余梅芳,胡晓斌,倪生良(湖州师范学院生命科学学院,浙江湖州313000)摘要:将市售粉状活性炭用16%硝酸进行氧化,再用0.1mol・L-1的氢氧化钠进行处理,制得化学改性活性炭,并对其吸附性能进行了研究.实验结果表明,改性后的活性炭较改性前对Cu2+离子的吸附能力提高60%以上.关键词:活性炭;化学改性;铜离子吸附中图分类号:O621.3文献标识码:A文章编号:10091734(2006)02004303活性炭是一种具有三维空隙结构和大比表面积的人工炭材料制品,它主要由炭元素(质量分数为87%~97%)组成,[1]具有很强的吸附能力,广泛应用于化学、轻工、食品和石油等工业中的脱色、去臭、净化和三废处理等,其应用领域广泛,市场前景广阔.随着活性炭应用领域的扩大,人们对活性炭吸附性能提出了新的、更高的要求.目前,对现有技术生产的活性炭进行化学改性,增大其吸附性能是活性炭领域的研究热点.活性炭化学改性就是指用一定的化学方法处理现有活性炭使其孔隙密度、孔径分布以及孔隙表面活性点上官能团性质及数量发生变化,从而达到增大比表面积,提高吸附性能的目的.本文用强氧化剂硝酸对市售粉状活性炭表面进行氧化改性,然后用氢氧化钠溶液处理,得到化学改性活性炭,处理方法简单.测试结果表明,改性后活性炭对重金属铜离子的吸附性能明显提高.1实验部分1.1仪器与试剂p HS3TC型精密酸度计(上海天达仪器有限公司);循环水式真空泵(巩义市英峪予华仪器厂);TC 15套式恒温器(新华医疗器械厂);BS110S型电子天平(北京赛多利斯仪器系统有限公司);1011SA电热恒温干燥箱(上海阳光实验仪器有限公司);756CR T型紫外可见分光光度计(上海精密仪器厂);PE 300原子吸收分光光度计(美国PE公司);酸碱滴定管及其它玻璃器皿.HNO3(A.R)、NaO H(A.R)、HCl(A.R)、硫酸铜(A.R)、市售粉状活性炭.1.2活性炭的化学改性[2]在三只500mL的广口瓶中各加入市售粉状活性炭50g,再分别加入8%HNO3、12%HNO3和16% HNO3,在摇床中25℃下振荡反应8h,然后用砂滤漏斗抽洗,去除大部分硝酸,再用0.1mol・L-1NaO H 浸泡24h,用砂滤漏斗抽滤,用热的去离子水洗至中性,然后放置在烘箱中105℃下烘干,得到氧化负离子化活性炭,放入干燥器中待用.1.3表面酸度的测定取样0.25g活性炭+25mL0.2mol/L NaO H于100mL烧瓶中,在70℃下加热回流8h,未用完的3收稿日期:20060215基金项目:湖州市科技计划项目(KY23030).作者简介:余梅芳(1958-),女,浙江湖州人,湖州师范学院生命科学学院实验师,研究方向:有机合成.NaO H用盐酸(0.1mol/L)进行酸碱滴定,计算其表面酸度.1.4活性炭对Cu2+吸附能力的测定[3]量取25mL含重金属Cu2+离子一定p H值的溶液,置于150mL锥形瓶中,再称取一定量的改性活性炭加入其中,静态吸附一定时间(大约每半小时搅拌一次)过滤,用原子吸收法测定Cu2+浓度,然后计算出活性炭的单位吸附量.2结果与讨论2.1硝酸浓度对改性活性炭吸附Cu2+性能的影响实验采用的投料比(活性炭用量/溶液起始浓度)为0.1g/5mg/L,p H值为5.0,水浴恒温25℃,吸附3h.活性炭的吸附量与表面酸度的关系如表1所示.表1活性炭的吸附量与表面酸度的关系活性炭表面酸度A(mmol NaO H/100g Carbon)吸附量q(mg/g)q/A未处理炭111.68 4.350.03898%HNO3153.27 5.790.037812%HNO3170.54 6.450.037816%HNO3187.847.090.0378注:A表示活性炭的表面酸度,q表示活性炭吸附铜离子的吸附量.表1的实验结果说明,在酸性条件下进行表面氧化处理,使活性炭表面产生各种含氧基团,且以-COO H、-C HO、-O H、-C=O等形式存在,从而使炭表面酸度增强,故可用表面酸度衡量活性炭表面含氧基团的量.[4]由表1还可以看出,活性炭的吸附量有明显的提高,也说明了通过化学改性后的活性炭表面产生了大量的含氧基团,当氧化后的活性炭再用NaO H处理后,表面的正电荷就会转化为负电荷,以-COO-的形式存在,氧化负离子化活性炭将更容易吸附阳离子Cu2+,所以吸附量会有较大幅度的增大.[5]表面含氧基团的多少与所用氧化剂的浓度有关,浓度越高,氧化的效果越好.但考虑到成本问题,要选择合适浓度的氧化剂.本实验用16%硝酸进行氧化,再用0.1mol/L的氢氧化钠进行处理后的改性活性炭对Cu2+离子的吸附能力较改性前提高了60%以上.2.2吸附时间对吸附的影响吸附时间对Cu2+离子吸附量有明显影响.实验结果见表2.表2吸附时间对吸附的影响m/g Time/min R/%A/mmol・g-10.806044.250.01150.789048.840.01870.7915063.830.02420.7918091.910.03490.8021091.930.0343注:R为吸附率,A为吸附容量.R=(C1-C2)×100/C1,式中C1和C2分别为吸附前后溶液中铜离子浓度.吸附容量为单位质量的改性活性炭所吸附铜离子的物质的量(mmol).从表2可以看出,随着时间的延长,改性活性炭对铜的吸附率逐渐增大,吸附容量的变化趋势也一致,在3h时,吸附率达到91.91%,再延长吸附时间,变化不大.2.3溶液p H值对吸附的影响溶液p H值对改性活性炭吸附铜离子能力也具有一定的影响.在吸附时间为3h、温度为25℃时,实验结果见表3.44湖州师范学院学报 第28卷表3溶液p H 值对吸附的影响m/g p H R /%A /m mol.g -10.36389.520.01980.36490.160.02010.36592.100.02060.36686.940.01900.36773.060.0165从表3可以看出,在p H 值小于5时,改性活性炭随着溶液p H 值的不断增大其吸附率和吸附容量随之增加;在p H 值大于5时,改性活性炭随着溶液p H 值的不断增大其吸附率和吸附容量却有所减少.所以,改性活性炭吸附铜离子的最佳p H 值为5.3结论(1)氧化处理后的活性炭吸附性能与所用氧化剂的浓度有关,浓度越高,氧化的效果越好.(2)经氧化处理后的活性炭的表面酸度比未处理前要高,这说明在酸性条件下进行氧化处理可使活性炭表面产生以含氧酸形式存在的基团,从而使炭表面酸度增强,活性炭对金属离子的吸附量随改性后活性炭表面酸度的增强而增大.(3)用16%硝酸进行氧化,再用0.1mol ・L -1的氢氧化钠进行处理后的改性活性炭,在p H 值为5、吸附时间为3h 的条件下,对Cu 2+离子的吸附能力提高60%以上.参考文献:[1]刘成,高乃云,黄廷林.活性炭的表面化学改性研究进展[J ].净水技术,2005,24(4):50~52.[2]白树林,赵桂英,付希贤.改性活性炭对水溶液中Cr 3+吸附的研究[J ].化学研究与应用,2001,13(6):670~672.[3]范延臻,王宝贞,王琳,等.改性活性炭对有机物有吸附性能[J ].环境化学,2001,20(5):437~443.[4]Hajime T ,Morio O.Influence of Acidic Surface Oxides of Activated Carbon on Gas Adsorption Characteristics [J ].Car 2bon ,1996,34(6):741~746.[5]Shayda R ,Ferro G M A ,Rivera U J ,et al.Adsorption of pnitrophenol on An Cativated Carbon with Different Oxida 2tions[J ].Carbon ,2003,41(3):387~395.Adsorption of Copper (II)from Aqueous SolutionsUsing Chemical Modif ied Activated C arbonYU Mei fang ,HU Xiaobin ,N I Shengliang(Faculty of Life Science ,Huzhou Teachers College ,Huzhou 313000,China )Abstract :The chemical modified activated carbon is obtained by oxidizing raw activated carbon wit h 16%nit rate acid and being t reated wit h 0.1mol/L sodium hydro xide.This paper st udies t he adsorption of copper (II )f rom aqueous solutions using t his chemical modified activated carbon and t he result shows t hat t he adsorption amount of copper (II )by chemical modified activated carbons 60%higher t han t hat by raw activated carbo n.K ey w ords :activated carbon ;chemical modification ;copper (II )adsorption54第2期 余梅芳,等:化学改性活性炭对Cu (Ⅱ)离子吸附性能的研究。
油菜花秸秆制备的活性炭对铜离子吸附的实验研究
油菜花秸秆制备的活性炭对铜离子吸附的实验研究作者:朱彦莉邓峰煜陈思思吴晓磊来源:《科技创新导报》 2012年第21期朱彦莉邓峰煜陈思思吴晓磊(兰州大学资源环境学院甘肃兰州 730107)摘要:活性炭吸附法是处理含重金属废水的重要方法,本实验采用氢氧化钠活化法,以废弃的油菜花秸秆为原料,马弗炉加热炭化,水洗、干燥制备生物质活性炭,并用其对重金属铜离子进行了吸附实验。
在正交实验设计的基础上,通过对实验结果的极差分析,得出结论:pH是影响铜离子去除率的主要因素,其次是活性炭颗粒的粒径。
此外采用单因子控制法,定性分析了pH和颗粒粒径对铜离子去除率的影响,得出活性炭对铜离子吸附时的最佳pH为4~6,最适粒径为1.0mm。
关键词:油菜花秸秆活性炭铜离子吸附中图分类号:X13 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)07(c)-0002-02环境污染问题特别是由造纸、采矿、电镀等工业活动产生的重金属污染问题越来越严重。
重金属在环境中不可自行分解,随食物链传递在生物体内积累,最终引发慢性或急性中毒。
对含重金属离子的废水,传统的处理方法有化学沉淀、离子交换、化学氧化与还原、反渗透、电渗析以及超滤等[1]。
然而传统技术都存在一定程度的局限性,包括处理效率低、运行条件严、处理费用高等。
目前新型的处理技术是活性炭吸附,活性炭是一种具有发达孔隙结构和较强吸附能力的含碳材料,具有耐酸、耐碱、耐高温、不产生二次污染等优点,而这技术需要大量的活性炭,因此,亟待开发运行成本低、吸附能力强、处理效率高、环保效益好的新型吸附剂。
目前国内外许多学者采用农业废弃物作为活性炭制备原料,如佟雪娇、李九玉等制备了稻草炭[2],鲁秀国、饶婷等用废弃核桃壳粉合成活性炭[3],而孔海平等利用花生壳制备活性炭[4],但有关废弃油菜花秸秆制备的活性炭的相关吸附研究甚少。
本文以油菜花秸秆为原料,用氢氧化钠改性制备了活性炭,并用所制备的活性炭对铜离子进行了吸附实验,研究结果可为含铜废水处理提供参考。
实验1 单因素优化活性炭对铜离子的吸附性能
本科生课程实验(生物工程专业2010年级一班)实验名称单因素优化改性活性炭对水中铜离子的吸附性能姓名李晓萌同组人姓名刘学伟王晓婷程瑶李艳娟李丹玉马雪于宝张越唐二○一三年五月实验1 单因素优化改性活性炭对水中铜离子的吸附性能实验背景及原理:近年来,饮用水安全是一个受到广泛关注的食品安全问题,一系列的饮用水污染事件说明我国目前的饮用水还存在许多的安全隐患。
伴随着工业“三废”和汽车尾气的大量排放以及农药残留的普遍存在,重金属离子已成为饮用水中常见的污染物,也是饮用水质量衡定的重要指标。
铜是一种有毒的重金属,主要通过生产废水排放进入水环境,污染地表水和地下水体,过量的铜对人体有着严重的危害,能引起新陈代谢紊乱、肝硬化及肝腹水等症,甚至会引发癌症。
目前,含铜废水治理的方法主要有化学降解、化学沉淀法、离子交换法、电解法及活性炭吸附法等,其中吸附法被认为是最有效的处理方法。
活性炭常常作为吸附剂用在水处理中,活性炭是一种多孔性的含碳物质, 它具有高度发达的孔隙构造, 活性炭的多孔结构为其提供了大量的表面积,能与气体(杂质)充分接触,从而赋予了活性炭所特有的吸附性能,使其非常容易达到吸收收集杂质的目的。
就像磁力一样,所有的分子之间都具有相互引力。
正因为如此,活性炭孔壁上的大量的分子可以产生强大的引力,从而达到将有害的杂质吸引到孔径中的目的。
但由于活性炭的生产成本较高,再生过程复杂,限制了活性炭的广泛使用。
因此如何提高其吸附容量和吸附效率、降低成本,对活性炭进行改性处理是目前研究的热点。
活性炭的改性主要包括表面结构改性和表面化学性质改性。
表面结构改性有物理法和化学法。
表面化学性质改性主要有表面氧化法、表面还原法、负载原子和化合物法和酸碱改性法,本实验采用的是酸化改性的活性炭。
实验目的:考察不同因素(本小组为活性炭的浓度)对改性活性炭吸附铜离子体系的影响;测定不同浓度铜离子溶液在794 nm波长下的可见光吸光度,采用Excel 软件绘制铜离子浓度的标准曲线;采用DPS软件对于试验结果进行单因素方差分析,判断不同因素对体系影响的显著性;采用Origin或Excel软件绘制每个因素不同水平的趋势图(折线散点图),挑选出每个因素的3个最适水平,并用于下一步的正交试验设计。
磁场中活性炭吸附重金属离子的研究
磁场中活性炭吸附重金属离子的研究刘邓超;李长波;张洪林;赵国峥;邱峰【摘要】将磁化技术引入活性炭对重金属离子的吸附中,考察了预磁和吸附过程中加磁对铁离子、镍离子和铜离子活性炭吸附容量的影响。
实验表明,经过磁化处理的活性炭对铁离子和镍离子的吸附容量下降,对铜离子的吸附容量增加。
预磁的效果比吸附过程中加磁的效果要强,且随着磁场强度的增加,活性炭对重金属离子的吸附容量变化越大。
%The absorption of Fe3+, Ni2+ and Cu2+ on activated carbon in magnetic field was investigated. Effect of premagnetization and magnetizing in the absorption process on adsorption capacity of activated carbon for Fe3+, Ni2+and Cu2+ was analyzed. The results show that adsorption capacity of magnetized activated carbon for Fe3+ and Ni2+decrease, but its absorption capacity for Cu2+ increases; meanwhile, effect of the premagnetization is stronger than magnetizing in the absorption process. The stronger the magnetic field intensity, the greater the absorption capacity change of activated carbon.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】4页(P893-895,899)【关键词】磁化技术;活性炭;吸附;重金属离子【作者】刘邓超;李长波;张洪林;赵国峥;邱峰【作者单位】辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺 113001【正文语种】中文【中图分类】TQ031工业生产所排放的重金属离子进入水体后,虽然一般只表现微量浓度,但因其难于被微生物降解,并通过生物富集作用不断积累,容易对环境及人类健康造成巨大且持久的损害,现在已经成为世界污水治理研究的重点[1,2]。
粉状活性炭与金属离子的相互作用及吸附机理研究
粉状活性炭与金属离子的相互作用及吸附机理研究粉状活性炭是一种具有特殊吸附性能的材料,被广泛应用于环境治理、废水处理、气体吸附等领域。
而金属离子是一类常见的污染物,其存在给环境和人体健康带来很大的威胁。
因此,研究粉状活性炭与金属离子的相互作用及吸附机理对于环境保护和资源利用有着重要意义。
首先,我们来探讨粉状活性炭与金属离子之间的相互作用。
粉状活性炭作为一种多孔材料,具有较大的比表面积和孔隙结构,这使得它能够有效地吸附金属离子。
粉状活性炭的吸附性能主要通过电化学相互作用和表面化学反应来实现。
电化学相互作用是指粉状活性炭与金属离子之间的电荷转移作用。
一般来说,金属离子在溶液中呈带电状态,而粉状活性炭表面则带有一定的电荷。
当金属离子接触到粉状活性炭表面时,它们会与粉状活性炭表面的电荷发生作用,形成吸附层。
这种电化学相互作用可以通过吸附动力学和吸附等温线来描述,从而得到吸附动力学和吸附等温线方程。
表面化学反应是指粉状活性炭表面与金属离子之间的化学反应。
粉状活性炭表面通常存在大量的官能团,如羟基、羰基等,这些官能团能够与金属离子发生化学反应,形成稳定的络合物。
这些络合物能够通过吸附作用将金属离子固定在粉状活性炭表面上,从而实现吸附。
接下来,我们来讨论粉状活性炭与金属离子的吸附机理。
粉状活性炭的吸附机理主要包括吸附动力学和吸附等温线两个方面。
吸附动力学研究了粉状活性炭吸附金属离子的速率和过程。
吸附动力学包括表面扩散和孔隙扩散两种主要机制。
表面扩散是指金属离子在粉状活性炭表面上的扩散过程,而孔隙扩散是指金属离子从溶液中进入粉状活性炭孔隙内的扩散过程。
这两种扩散过程往往同时存在,各自对吸附过程起到不同的作用。
吸附等温线研究了粉状活性炭吸附金属离子的平衡状态和吸附容量。
吸附等温线可以用来描述粉状活性炭吸附金属离子的吸附容量随离子浓度的变化规律。
根据吸附等温线的形状,可以判断吸附过程是物理吸附还是化学吸附。
最后,我们来讨论粉状活性炭与不同金属离子的吸附特性。
活性炭对重金属离子的吸附研究
天
津
化
工
Vo I . 2 7 No . 2 Ma r . 201 3
T i a n j i n C h e mi c a l I n d u s t  ̄
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科技 论文 ・
活性炭 对重金属 离子 的吸附研 究
洪 惠 , 陈 浩传 1 I 2 , 姬海 燕 1 l 2 , 范晓丹 1 , 2 ( 1 . 天 津城 市建设 学 院环境 与 市政 工程 学 院, 天津 2 . 天津 市水质 科 学与技 术 重点 实验 室 , 天津 3 0 0 3 8 4 ; 3 0 0 3 8 4 )
( . E n v i r o n m e n t a l a n d Mu n i c i p l a E n g i n e e r i n g S c h o o l o f T i a n j i n I n s t i t u t e f o U r b a n C o st n r u c t i o n , T i a n j i n 3 0 0 3 8 4 ; 2 . T i nj a i n Ke y L a b o r a t o r y fa o q u ti a c S c i e n c e a n d T e c h n o l o  ̄T i a n j i n 3 0 0 3 8 4 , C h i n a )
关键 词 : 活性 炭 ; 重金 属 : 吸 附 d o i : 1 0 . 3 9 6 9 1  ̄ . i s s n . 1 0 0 8 - 1 2 6 7 . 2 0 1 3 . 0 2 . 0 0 1 中 图分类 号 :T Q 4 2 4 . 1 文 献标 志码 : A 文 章编 号 : 1 0 0 8 — 1 2 6 7 ( 2 0 1 3 ) 0 2 — 0 0 0 1 — 0 4
活性炭吸附铜离子的研究
目录目录 (1)摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1工业废水概述 (1)1.2 工业废水中重金属离子的处理方法 (2)1.2.1 化学法 (2)1.2.2 物理化学法 (3)1.2.3 生物修复法 (4)1.3 活性炭的吸附机理 (6)1.3.1物理吸附 (6)1.3.2化学吸附 (7)1.4 活性炭吸附重金属效果的影响因素 (8)1.4.1 温度 (8)1.4.2 pH值 (8)1.4.3 溶液初始浓度 (8)1.4.4 吸附时间 (9)1.4.5共存离子 (9)1.4.6其他因素 (10)1.5 活性炭处理重金属的吸附平衡模式 (11)1.5.1 Freundlich模式和Langmuir模式 (11)1.5.2 表面络合模式 (12)第二章实验部分 (13)2.1 实验试剂 (13)2.2 实验仪器与设备 (13)2.3 实验方法 (15)2.3.1 溶液的配置 (15)2.3.2 活性炭的预处理 (15)2.3.3 实验步骤 (15)第三章实验结果与分析 (17)3.1 温度对吸附效果的影响 (17)3.2 PH对吸附效果的影响 (18)3.3 等温吸附曲线 (19)3.4 活性炭对铜离子吸附的动力学研究 (20)第四章结论与展望 (24)4.1 结论 (24)4.2 建议 (24)4.3 误差分析 (24)4.4展望 (25)参考文献 (26)致谢................................... 错误!未定义书签。
摘要每年大量含有多种重金属离子的工业废水的排放,这是因为冶炼、电解、医药、油漆、合金、电镀、纺织印染、造纸、陶瓷与无机颜料制造等行业的工业生产,通过饮水和食物链的生物积累、生物浓缩、生物放大等作用,废水中的重金属离子及其化合物在鱼类及其他水生生物体内富集,对人类和周围的生态环境造成严重的危害。
从工业污水中去除和选择性回收利用重金属是循环经济的内在要求,因吸附法成本低廉、操作简便、去除率高,在处理各种各样的重金属离子污水中,应用较广泛的方法之一。
吸附剂对铜离子的吸附性研究(设计性试验)
吸附剂对铜(Ⅱ)离子的吸附性能研究姚斌 08021212关键词:吸附; Cu(Ⅱ)1 前言随着现代工业的迅速发展,生产过程中排出的有害重金属离子废水日益增加。
寻找较为廉价的废水净化材料,对其中有害重金属离子的有效处理已成为环境保护中亟待解决的问题。
本实验主要是研究不同的吸附剂对同种重金属离子的吸附性能,从而比较它们吸附性能的大小。
本实验做了四种吸附剂对铜(Ⅱ)离子的吸附性研究,而且这几种吸附剂的价格较便宜,这也是研究吸附剂的经济学因素。
廉价吸附剂的使用取代了目前成本较高的从溶液中回收重金属离子的方法,同时吸附剂改性会大大提高其吸附量。
阐述了壳聚糖、海泡石、膨润土、海藻和泥炭等结构组成、吸附和离子交换性能等,报道廉价吸附剂对一些重金属离子的最大吸附量是:796 mg Pb/g 壳聚糖,1123 mg Hg/g 壳聚糖,92 mg Cr(Ⅲ)/g 壳聚糖,76 mg Cr(Ⅲ)/g 泥炭,41 mg Pb/g 膨润土,558 mg Cd/g 壳聚糖,215 mg Cd/g 海藻。
由此展现了廉价吸附剂在重金属离子废水处理过程中的巨大优势和良好的发展前景[1][2]。
2 实验部分2.1 试剂及仪器五水硫酸铜(Cu 2SO 4·5H 2O ),ZP 一200型振荡器,TAS990原子吸收分光光度计。
2.2 二价铜离子溶液的配制配制0.1mg/ml 的硫酸铜溶液:称取0.39g 五水硫酸铜固体于烧杯中,然后加水溶解,再转移到1000ml 容量瓶中,摇匀定容[3]。
取上面的溶液50ml 于500ml 容量瓶中,然后用蒸馏水定容,备用。
这是将溶液稀释10倍,也即是此时的浓度为10ug/ml 。
分别称取0.5g 印迹Pb 、活性炭、沸石——壳聚糖、原壳聚糖于四个烘干的100ml 锥形瓶中,然后分别向各锥形瓶中加入25ml 稀释后的硫酸铜溶液,最后将它们放到振荡器中振荡30min 取出。
用TAS990原子吸收分光光度计测定它们的吸光度,并记录数据。
生物活性炭对水溶液中铜、锌离子吸附效果的测定与分析
生物活性炭对水溶液中铜、锌离子吸附效果的测定与分析万山【摘要】采用原子吸收分光光度计,测定了水溶液中Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)被香蒲活性炭吸附后的含量,并对测定结果进行分析.香蒲活性炭对水溶液中Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的吸附能力与溶液起始pH值、Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的初始浓度以及吸附时间成正比;溶液起始pH值为6~8时,香蒲活性炭对Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的单位质量吸附量相对较高.随着活性炭投加量的增加,Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的去除率增加,但单位质量吸附量降低,最大平衡单位质量吸附量分别为49.45和25.82 mg/g.结果表明,香蒲活性炭是一种较好的吸附材料,对Cu(n)的单位质量吸附量高于Zn(Ⅱ);实际应用中可在pH值为6~8的范围内设计运行pH值,使得Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)去除的同时废水pH值也达标排放.【期刊名称】《湖北理工学院学报》【年(卷),期】2016(032)004【总页数】4页(P17-20)【关键词】原子吸收分光光度法;铜锌;香蒲活性炭;吸附;分析【作者】万山【作者单位】衡阳县环境保护监测站,湖南衡阳421200【正文语种】中文【中图分类】X53原子吸收分光光度法是测定水样中重金属离子,比如Cu(II)、Zn(II)的常用方法[1]。
采矿、油漆、汽车制造、金属电镀和制革厂等工业活动和农业生产活动中化肥和杀虫剂的大量应用是水体重金属污染的主要来源。
Cu(II)、Zn(II)是维持生物体生长的必需微量营养元素,然而当Cu(II)、Zn(II)浓度较高时就会危及生物体健康及环境安全。
吸附是一种有效去除重金属的方式,其中活性炭因具有高孔隙度、大比表面积、表面化学的可变性以及高的表面活性而被认为是一种有效的吸附剂[2]。
由于传统的活性炭都是以成本较高的木材和煤炭为原材料,其应用和推广受到限制,故人们开始寻求廉价的原材料来降低活性炭的制作成本,从市政及工业活动废料到农田废弃物都有相关研究报道[3]。
废弃纤维板制备的活性炭对含铜离子废水的吸附
A t a dcrosw r peae o at Meim dni b ror MD )b oas m h doie or at cvt a n e rprdf m w s du .es y e a f F ypt i yrx .F u co i e b e r e tf b d i su d f m
f c n a t me,p ,a s r e td s n e e au e n u n i g t e c p e d o p in c p ct ciae ab n w r o o t c i t H d o b n o e a d t mp r t r ,i f e c n o p ra s r to a a i o a t td c r o e l h yf v e s l ce v s gef co x e me t ee t d b i l a tre p r n .W h n t e i i a o c n rt n o wa 0 mg d t e s l t n w s2 0 mL, h n i e h t c n e tai f n i l o Cu s2 【 /L a o ui a 0 n h o te o t l a a tr e b an d a o a e o c iae ab n 6 e e a u e 3 e r e n d s l t n p 5 0, p ma p r mee s w r o ti e sd s g a t td c r o s i e f v 0. 5g,tmp rt r 0 d ge s C,a ou i H . o
研究纳米活性炭对金属矿石中铜元素的吸附
440
460
480
铜元素的标准曲线
参照步骤1做五组实验, 800
每组实验分别加入铜 700
标准溶液(20μg/mL) 600
1.00mL、3.00mL、 500
A/10-3
5.00mL、7.00mL、 400
10.00mL,其他条件 300
相同,测定吸光度。
200
根据所测数值绘制A-V 100
x/(mg/g)
x-m曲线
0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0.00
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40
m /g 活性炭
实验结论
本实验首先较全面地探讨了用DDTC测定铜元素的最佳显色条件,并 据此绘制了标准曲线。以此为基础,研究了纳米活性炭对精金矿溶解 液中铜元素的吸附情况,确定了相对最佳吸附条件。另外,测量了三 种铜矿石中铜金属元素的含量。本实验的研究成果如下: 1. DDTC测铜的部分最佳显色条件为: 最大吸收波长 420nm,最佳显色时间 5min,最佳显色剂用量 5mL; 2.用纳米活性炭吸附精金矿溶解液中的铜元素,最佳吸附时间 5min, 吸附量随着吸附剂用量的增加有所降低,精金矿溶解液的浓度对吸附 量也有一定影响; 3.三种铜矿石中铜的含量分别为:
实验方法与原理
分光光度法是基于物质对光的选择性吸收而建立 起来的分析方法,包括比色法、可见及紫外分光 光度法及红外光谱法等。分光光度法灵敏度高, 准确度高,应用广泛,仪器简单,操作简便快捷。 本实验采用可见光分光光度法。
在pH9 氨性溶液中,二价铜离子与DDTC生成 [(C2H5)2NCS2]2Cu配合物,此配合物被三氯甲 烷萃取形成黄色配合物,以分光光度法测定。
油菜花秸秆制备的活性炭对铜离子吸附的实验研究
环境 污 染 问题 特 别是 由造 纸 、 矿 、 采 电 镀 等 工 业 活 动 产 生 的 重 金 属污 染问 题 越 来 越 严 重 。 金 属在 环境 中不 可 自行分 解 , 重 随 食 物 链 传 递 在 生 物 体 内 积 累 , 终 引发 慢 最 性 或 急 性 中 毒 。 含 重金 属 离 子 的废 水 , 对 传 统 的 处 理 方 法有 化 学沉 淀 、 子 交换 、 学 离 化 氧 化 与 还原 、 反渗 透 、 电渗析 以 及超 滤 等…。 然 而 传 统 技 术 都 存 在 一 定 程 度 的 局 限性 , 包 括处 理 效 率 低 、 行 条件 严 、 理 费 用 高 运 处 等。 目前 新 型 的 处 理 技 术是 活性 炭 吸 附 , 活 性 炭 是 一 种具 有 发 达 孔 隙 结 构 和较 强 吸 附 能 力 的含 碳 材 料 , 有耐 酸 、 碱 、 高 温 、 具 耐 耐 表 1 p 和粒 径 影 响的正 交实 验表 H 因素
9 3 3
用分析天 平称取一 定质量的 C S - u O4 5 O, 蒸 馏 水 溶 解 , 成 铜 离子 浓 度 为 H, 用 配 1 0 / 的溶液 , 0 mg L 实验 时 将 该水 样稀释 为 所 需 浓 度 为6 . 4 mg L 模拟 微 污 染 水 。 04 5 / 的 1 2. . 3吸 附 实 验 步 骤 ( ) 交 实 验 设 计 1正 针 对 活 性 炭 对 铜 离 子 吸附 时 的 影 响 因 素 PH和 吸 附 剂 粒 径 的 重 要 性 设 计 了 本 次 正 交 实验 , 每 个 因 素 取 三 个水 平 , 交 实 对 正 验 表如表 l 示 。 所 ( ) 因子 影 响 实 验 2单 取一定浓度的 1O O mL模 拟 微 污 染 水 于 2 0 锥形 瓶 中 , 2 5 mL 加 g已用 油菜 花秸 秆 制备 的 活 性 炭 , 入 调 速 多用 振 荡 器 干 室 温 2 放 5 ℃下振 荡6 mi( 速 为2 0 / i )吸 附 后 0 n转 0rr n , a 用 滤 纸过 滤 , 其 滤 液 测 定 铜 离 子浓 度 , 取 实 验 采用 单 一 因素 控 制变 量 法 , 察p 吸 附 考 H、 剂粒径对吸附效果 的影响。 1. 4吸 附效 果 表 征 2. 吸 附 效 果 用 铜 离 子 的去 除 率 ( %) D, 来 表征 。 计算式如下 ; 其 D ( o c)c* 0% =c _ 1 010 _ / 式 中 : 。c. 别为 吸 收 前 后 铜 离 子 的 c、 分 质量 浓度 mg /L
活性炭对溶液中重金属的吸附研究
活性炭对溶液中重金属的吸附研究活性炭对溶液中重金属的吸附研究引言:随着工业化进程的加速,大量工业废水中含有重金属污染物的排放成为严重环境问题之一。
重金属污染对水资源和生态环境造成严重威胁,因此研究重金属污染物的吸附剂具有重要意义。
活性炭作为一种常用的吸附材料,在重金属污染治理中得到广泛应用。
本文将探讨活性炭对溶液中重金属的吸附研究进展。
一、活性炭的基本特性活性炭是一种具有高度孔隙度和大比表面积的碳质材料。
它由于具有优异的吸附性能而成为处理废水中重金属离子的理想材料。
活性炭的孔隙结构可以提供较大的吸附表面积和丰富的吸附位点,通过物理吸附和化学吸附作用,活性炭可以有效吸附溶液中的重金属离子。
二、活性炭对重金属的吸附机制1. 化学吸附机制:活性炭表面上的官能团(如羟基、羧基)可以与重金属形成配位键或离子键,从而使重金属离子被牢固地吸附在活性炭上。
2. 物理吸附机制:活性炭的孔隙结构提供了大量的比表面积,重金属离子可以通过范德华力、静电作用、疏水作用等力与活性炭表面发生作用,从而被吸附在活性炭表面。
三、活性炭的表征方法为了研究活性炭对重金属的吸附性能和吸附机制,需要对活性炭进行表征。
常用的表征方法包括比表面积测试、孔隙分析和化学成分分析。
比表面积测试通常使用氮气吸附-脱附法,孔隙分析则常用氮气吸附-脱附法和孔径分布测试分别进行。
化学成分分析则可以通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)等手段进行。
四、影响活性炭吸附性能的因素活性炭对重金属的吸附性能受到多种因素的影响,包括活性炭的孔隙结构、表面官能团、pH值、重金属浓度、温度等因素。
其中,孔隙结构和表面官能团的数量和性质决定了活性炭的吸附能力;pH值对活性炭表面电荷分布和重金属离子的形态有重要影响;重金属浓度和温度则影响吸附速率和吸附平衡。
五、活性炭对不同重金属的吸附效果活性炭对重金属的吸附效果受到不同重金属离子的物理化学性质和活性炭特性的共同影响。
活性炭吸附铜离子开题报告
活性炭吸附铜离子开题报告[TOC]1. 研究背景铜离子的废水处理是目前环境保护和水资源利用的重要课题之一。
铜离子的高浓度排放不仅对水环境造成严重污染,还会对人体健康造成影响。
因此,寻找一种高效、经济、环保的铜离子去除方法具有重要意义。
活性炭是一种具有大比表面积和丰富孔隙结构的多孔材料,具有良好的吸附性能。
目前已有研究表明,活性炭对铜离子有较好的吸附能力。
本研究旨在探究不同条件下活性炭对铜离子的吸附行为,以及影响吸附性能的因素,为活性炭在铜离子去除领域的应用提供理论依据和实验基础。
2. 研究目的本研究的主要目的是探究活性炭吸附铜离子的行为规律,了解其吸附能力以及影响因素,为进一步的研究和应用提供基础数据和理论指导。
具体的研究目标包括:1.探究活性炭对不同浓度铜离子的吸附能力;2.研究吸附行为受pH值、温度、吸附剂用量等因素的影响;3.分析活性炭表面官能团对铜离子吸附的影响。
3. 研究方法3.1 材料准备本研究使用的活性炭材料由优质煤经活化处理得到,具有大比表面积和丰富孔隙结构。
铜离子的溶液通过配制一定浓度的CuCl2溶液得到。
实验所需的其他化学试剂均为优质分析纯试剂。
3.2 实验步骤1.制备不同浓度的铜离子溶液,并测定其初始浓度。
2.根据需求,调整不同的pH值和温度。
制备含有活性炭的吸附剂溶液。
3.在固定的吸附剂用量下,将铜离子溶液与活性炭吸附剂溶液充分混合,并进行一定时间的搅拌。
4.用合适的方法分离活性炭和吸附剂溶液,测定剩余溶液中铜离子的浓度。
5.分析吸附剂表面官能团对铜离子吸附的影响。
6.处理实验结果,绘制数据统计图表进行分析。
3.3 数据分析方法本研究将采用统计学方法对实验结果进行数据处理和分析,如平均值、方差等统计量的计算,并利用图表形式展示结果。
4. 预期结果通过本研究,我们预期得到以下结果:1.活性炭对铜离子的吸附能力随着铜离子浓度的增加而增强。
2.吸附行为受pH值、温度、吸附剂用量等因素的影响,存在最佳吸附条件。
活性炭对重金属离子铅镉铜的吸附研究
第33卷第4期2008年4月环境科学与管理ENV I R O N M ENTAL SC I ENCE AND M ANAGE M ENT Vol 133No 14Ap r .2008收稿日期:2007-11-27基金项目:武汉科技大学校基金(2006XY16)作者简介:张淑琴(1977-),女,湖北鄂州人,硕士,武汉科技大学讲师,主要研究方向:环境生态与友好材料。
文章编号:1673-1212(2008)04-0091-04活性炭对重金属离子铅镉铜的吸附研究张淑琴,童仕唐(武汉科技大学资源与环境工程学院环境工程系,湖北武汉430081)摘 要:研究了活性炭对水溶液中重金属离子铅镉铜的吸附行为,分析研究了I CP 测定重金属铅镉铜的分析方法,并对分析的最佳条件进行了探讨。
结果表明,100mL 溶液pH 值为4.8,活性炭用量0.2000g 时,活性炭对Pb 2+、Cd 2+、Cu 2+的最大吸附容量分别可达到52.54mg/g 、35.65mg/g 、57.05mg/g 。
关键词:活性炭;铅镉铜;吸附中图分类号:X703.5 T Q424.1文献标识码:BThe Ads or p ti on Studies of Activated Carbon for Heavy Metal I ons of Lead,Cadm ium and CopperZhang Shuqin,T ong Shitang(Depart m ent of Envir on mental Technol ogy,College of Res ource and Envir on mental Technol ogy,W uhan University of Science and Technol ogy,W uhan 430081,China )Abstract:The ads or p ti on behavi ors of activated carbon f or the heavy metals lead,cad m iu m and copper i on were studied,the analytical methods of heavy metals by I CP deter m inati on f or lead,cad m iu m and copper was analysis,and the op ti m al analysis conditi ons were discussed .The results showed that 100mL s oluti on pH 4.8,the a mount of 012000g of activated carbon,the ad 2s or p ti on capacity of activated carbon f or Pb2+,Cd2+and Cu2+was 52154,35165and 57.05mg/g res pectively .Key words:activated carbon;lead,cad m iu m and copper;ads or p ti on前言在众多环境污染中,重金属由于自身不能被自然降解,进而易通过食物链进入人体,严重危害人类健康,因此在水体中的污染越来越引起人们的注意。
吸附剂对铜离子的吸附性研究(设计性试验)
吸附剂对铜(Ⅱ)离子的吸附性能研究姚斌 08021212关键词:吸附; Cu(Ⅱ)1 前言随着现代工业的迅速发展,生产过程中排出的有害重金属离子废水日益增加。
寻找较为廉价的废水净化材料,对其中有害重金属离子的有效处理已成为环境保护中亟待解决的问题。
本实验主要是研究不同的吸附剂对同种重金属离子的吸附性能,从而比较它们吸附性能的大小。
本实验做了四种吸附剂对铜(Ⅱ)离子的吸附性研究,而且这几种吸附剂的价格较便宜,这也是研究吸附剂的经济学因素。
廉价吸附剂的使用取代了目前成本较高的从溶液中回收重金属离子的方法,同时吸附剂改性会大大提高其吸附量。
阐述了壳聚糖、海泡石、膨润土、海藻和泥炭等结构组成、吸附和离子交换性能等,报道廉价吸附剂对一些重金属离子的最大吸附量是:796 mg Pb/g 壳聚糖,1123 mg Hg/g 壳聚糖,92 mg Cr(Ⅲ)/g 壳聚糖,76 mg Cr(Ⅲ)/g 泥炭,41 mg Pb/g 膨润土,558 mg Cd/g 壳聚糖,215 mg Cd/g 海藻。
由此展现了廉价吸附剂在重金属离子废水处理过程中的巨大优势和良好的发展前景[1][2]。
2 实验部分2.1 试剂及仪器五水硫酸铜(Cu 2SO 4·5H 2O ),ZP 一200型振荡器,TAS990原子吸收分光光度计。
2.2 二价铜离子溶液的配制配制0.1mg/ml 的硫酸铜溶液:称取0.39g 五水硫酸铜固体于烧杯中,然后加水溶解,再转移到1000ml 容量瓶中,摇匀定容[3]。
取上面的溶液50ml 于500ml 容量瓶中,然后用蒸馏水定容,备用。
这是将溶液稀释10倍,也即是此时的浓度为10ug/ml 。
分别称取0.5g 印迹Pb 、活性炭、沸石——壳聚糖、原壳聚糖于四个烘干的100ml 锥形瓶中,然后分别向各锥形瓶中加入25ml 稀释后的硫酸铜溶液,最后将它们放到振荡器中振荡30min 取出。
用TAS990原子吸收分光光度计测定它们的吸光度,并记录数据。
活性炭吸附去除重金属研究进展_郑少平
文章编号:1009-6825(2007)14-0153-03活性炭吸附去除重金属研究进展收稿日期:2006-12-08作者简介:郑少平(1966-),男,硕士,工程师,湖南大学设计研究院,湖南长沙 410082李卫平(1982-),男,助理工程师,中冶长天国际工程有限责任公司,湖南长沙 410007郑少平 李卫平摘 要:介绍了国内外学者应用活性炭吸附去除包括:Cr( ),Cu 2+,Zn 2+,Cd 2+,Pb 2+,Mn 2+,Hg 2+以及混合重金属离子在内的各种废水的处理效果与影响因素,并对相应的吸附机理进行了讨论,以促进活性炭吸附去除重金属离子的进展。
关键词:活性炭,吸附,重金属离子中图分类号:T U 992.3文献标识码:A机械加工、矿山开采、钢铁及有色金属的冶炼和部分化工企业,都产生大量含重金属离子的废水。
如果未经处理或处理不达标,则不能排放这些废水,否则会造成环境污染。
重金属离子在水体中的污染越来越引起人们的注意,摄入过量的重金属会对人体造成严重伤害乃至危及生命。
活性炭已广泛应用于水中有机污染物及无机污染物的去除,诸多研究表明在重金属的去除领域,活性炭吸附法具有技术简单、经济可行、效果良好等优点。
1 处理含铬废水电镀废水是常见的含Cr( )废水,活性炭吸附除Cr ( )法,具有设备简单、占地面积小、投资省、处理费用低等优点,因此很多学者对活性炭吸附Cr ( )的最佳工艺条件、数学模型及机理进行了研究。
陈立丰[1]用活性炭对电镀废水中的Cr( )进行间歇法和流动法吸附实验研究,获得了吸附平衡时间,最佳pH 值,测得了吸附等温线和穿透曲线,并从动力学角度测定了吸附速度和扩散系数。
杨骏等应用固定床吸附动力学模型,用两种煤质活性炭对不同浓度Cr ( )离子溶液进行吸附,并用M arquadt 方法非线性回归固定床吸附流出曲线数据,获得了Cr( )在活性炭上的扩散传质系数。
何争光等对电镀废水中Cr( )的吸附机理进行了探讨。
活性炭的制备工艺对铜离子吸附性能影响因素的分析
活性炭的制备工艺对铜离子吸附性能影响因素的分析作者:李娟娟来源:《中国化工贸易·下旬刊》2019年第04期摘要:活性炭的制备工艺会对其吸附铜离子的性能产生较大的影响,所以研究其制备工艺参数具有重要的意义。
本文首先阐述了活性炭的制备方法,其次阐述了不同制备工艺参数在活性炭对吸附铜离子性能方面的影响,希望可以实现工艺技术的优化。
关键词:活性炭;铜离子吸附;性能影响作为一种性能优良的吸附材料,活性炭已经被广泛的应用于化工、水处理以及医药等多个领域当中。
我国是一个煤炭大国,活性炭具有材料来源广泛、制造成本低的优势,所以研究活性炭的制备工艺对于推进我国活性炭技术应用实践性具有突出的意义。
根据相关研究结果显示,不同的制备工艺对活性炭吸附铜离子性能会产生相应的影响,具体的探究途径如下所示。
1 活性炭的制备方法取一定量的大同煤与氢氧化钾粉末及水做原料,经搅拌成型、烘干、炭化、活化,最终得到活性炭产品。
通过对铜离子吸附性能的影响,来研究制备活性炭的工艺条件。
2 活性炭的制备工艺对铜离子吸附性能影响因素的分析2.1 碱炭比对活性炭吸附铜离子性能的影响本实验在活化温度为870℃、活化时间为100min的条件下,研究不同碱炭比对铜离子的吸附效果,这里碱炭比选取2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8。
如图1所示,随着碱炭比的增加,铜离子的去除率先增大后减小,在碱炭比为2.6时,铜离子的吸收率达到了最高的68.3%的峰值。
根据原理分析可以认定,在氢氧化钾的含量过高时,活性炭的骨架受到了腐蚀,内部的孔壁出现了被烧穿的情况,整体比表面积受到了影响,所以才导致吸附性能受到了影响。
2.2 活化温度对活性炭吸附铜离子性能的影响本实验在碱炭比为2.6、活化时间为100min的条件下,研究不用活化温度对活性炭吸附铜离子性能的影响,这里活化温度选取810℃、840℃、870℃、900℃、930℃、960℃。
如图2所示,随着活化温度的提升,活性炭吸附铜离子性能先增大后减小,活化温度为900℃时,去除率最高,达到了70.2%。
丹宁酸和柠檬酸修饰活性炭吸附铜离子的研究
丹 宁 酸 和 柠檬 酸 修 饰 活 性 炭 吸 附 铜 离 子 的 研 究
王 学建 伍 梅 张 鹏。 周 洪 英 , 道 建。王 磊 , , , 蔡 ,
mo iid a tv a b n f o a u o s s l to so a n ca d c t i cd . I d i o d f c i e c r o r m q e u o u i n ft n i n i Ca i s n a d t n,t e e f c f e r i h fe to o h rp r m e e s u h a o u i n p a d c n a ttme n t e s r to a a i e s as i— t e a a t r ,s c s s l to H n o t c i ,o h o p i n c p ct s wa l o d s i c s e . Ac o d n o t e k n t q a i n a d t e m o y a is e u t n we a a y e h a a i u sd c r i g t h i e i e u to n h r d n m c q a i n l z d t e d t n c o t e e p rm e t h x e i n .Re u t h we h tt e d t b a n d i h ss u y f l we h r u d ih iO s ls s o d t a h a a o t i e n t i t d o l o d t e F e n l S — c
二 级动 力 学模 型 , p ~7之 间吸 附剂 量随 p 升 高而 增加 。 在 H2 H
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目录目录 (1)摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1工业废水概述 (1)1.2 工业废水中重金属离子的处理方法 (2)1.2.1 化学法 (2)1.2.2 物理化学法 (3)1.2.3 生物修复法 (4)1.3 活性炭的吸附机理 (6)1.3.1物理吸附 (6)1.3.2化学吸附 (7)1.4 活性炭吸附重金属效果的影响因素 (8)1.4.1 温度 (8)1.4.2 pH值 (8)1.4.3 溶液初始浓度 (8)1.4.4 吸附时间 (9)1.4.5共存离子 (9)1.4.6其他因素 (10)1.5 活性炭处理重金属的吸附平衡模式 (11)1.5.1 Freundlich模式和Langmuir模式 (11)1.5.2 表面络合模式 (12)第二章实验部分 (13)2.1 实验试剂 (13)2.2 实验仪器与设备 (13)2.3 实验方法 (15)2.3.1 溶液的配置 (15)2.3.2 活性炭的预处理 (15)2.3.3 实验步骤 (15)第三章实验结果与分析 (17)3.1 温度对吸附效果的影响 (17)3.2 PH对吸附效果的影响 (18)3.3 等温吸附曲线 (19)3.4 活性炭对铜离子吸附的动力学研究 (20)第四章结论与展望 (24)4.1 结论 (24)4.2 建议 (24)4.3 误差分析 (24)4.4展望 (25)参考文献 (26)致谢................................... 错误!未定义书签。
摘要每年大量含有多种重金属离子的工业废水的排放,这是因为冶炼、电解、医药、油漆、合金、电镀、纺织印染、造纸、陶瓷与无机颜料制造等行业的工业生产,通过饮水和食物链的生物积累、生物浓缩、生物放大等作用,废水中的重金属离子及其化合物在鱼类及其他水生生物体内富集,对人类和周围的生态环境造成严重的危害。
从工业污水中去除和选择性回收利用重金属是循环经济的内在要求,因吸附法成本低廉、操作简便、去除率高,在处理各种各样的重金属离子污水中,应用较广泛的方法之一。
本研究选择传统而应用广泛的活性炭作为吸附剂,选取吸附法为研究方向,展开活性炭吸附铜离子的研究。
此研究采用自行配制的CuSO4溶液进行实验,分别进行了活性炭吸附Cu2+的最适吸附温度及最佳pH值的探究实验,在最适温度及最佳pH值的条件下,进行了多组活性炭对初始浓度不同的CuSO4溶液的吸附实验。
实验表明,活性炭吸附重金属离子Cu2+溶液最佳pH值6.4。
在溶液温度为室温时(40℃),pH值为6.4的条件下,通过活性炭对多组初始浓度不同的CuSO4溶液的不同吸附时间的实验发现,随着吸附时间的增加,活性炭的吸附量逐渐增大,开始时溶液中重金属离子Cu2+的浓度下降很快,随着吸附的进行,活性炭吸附容量随时间缓慢增加,直至达到吸附平衡,吸附结果表明,活性炭对铜离子的吸附行为可用Langmuir 模型来模拟,最大吸附量为6.78mg/g,吸附反应的半衰期为5.09min。
粉末状活性炭处理较低浓度(<100mg/l)的CuSO4溶液时,去除率均可达90%左右,但处理较高浓度(>500mg/l)的溶液时,除去率仅为40%至60%。
关键词:重金属污染;铜离子;活性炭;吸附Adsorption of Activated Carbon of copper ionsABSTRACTA variety of heavy metal ions in industrial wastewater emissions, which contains a large amount each year because of smelting, electrolysis, pharmaceuticals, paints, alloys, electroplating, textile printing and dyeing, paper, ceramics and inorganic pigment manufacturing industries such as industrial production, through drinking water and food chain organismsaccumulation, bioconcentration and biomagnification, heavy metal ions and their compounds in the wastewater in the enrichment of fish and other aquatic organisms, causing serious harm to humans and the surrounding ecological environment. Removal and selective recycling of heavy metals from industrial wastewater is an inherent requirement of the circular economy, due to the adsorption of low-cost, easy to operate, high removal rate, in dealing with a wide variety of heavy metal ions in wastewater, the wider application of the method one.In this study, the traditional and widely used activated carbon as an adsorbent, select the adsorption research direction, expand the activatedcarbon adsorption of copper ions. This study uses a self-prepared CuSO4 solution experiments, activated carbon adsorption of Cu2 + experiments to explore the optimum adsorption temperature and optimum pH, optimum temperature and optimum pH conditions, activated carbon on the adsorption experiments of different initial concentration of CuSO4 .The experiments show that the activated carbon adsorption of heavy metal ions Cu2 + solution pH of 6.4. In the solution at room temperature, the pH value of 6.4 under the conditions of the experiments found that the type of adsorption time for the plurality of sets of different initial concentration of CuSO4solution by activated carbon, the adsorption amount of activated carbon as the adsorption time increases gradually increases, the start of the heavy metal ions Cu2 +concentration in the solution drops quickly as the adsorption of activated carbon adsorption capacity increase slowly over time until it reaches the adsorption equilibrium. Adsorption results showed that the activated carbon adsorption behavior of copper ions Langmuir model can be used to simulate the maximum adsorption capacity of 6.78mg/g, the adsorption reaction half-life of 5.09min. Powdered activated carbon treatment to lower concentrations, CuSO4 solution, the removal rate can be up to 90%, but when dealing with higher concentrations, to remove only 40% to 60% Keywords:heavy metal pollution; copper ions; activated carbon; adsorption第一章绪论1.1工业废水概述工业废水(industrial wastewater),指工艺生产过程中排出的废水和废液,其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物,是造成环境污染,特别是水污染的重要原因。
根据污水中的主要成分,工业污水可分为有机污水、无机污水和综合污水。
有机污水是指污水中污染物主要是有机物;无机污水一般以无机污染物为主;综合污水是指污水中既有无机污染物,又含有有机污染物。
工业污水成分复杂多样,没有具体的数值,不同类型的工厂所含的污染物不一样。
重金属废水的来源有:1.工业污染源。
重金属废水主要来自于电化学工业、原油工业、冶金工业、合成燃料工业和纺织工业。
例如选矿厂尾矿排水、有色金属冶炼厂除尘排水、有色金属加工厂酸洗水、电镀厂镀件洗涤水、钢铁厂酸洗排水[5]等等。
2.城市污染源。
公路沥青,汽车排放的尾气,汽车轮胎和刹车里衬的机械磨损,损坏的高压汞灯、霓虹灯、日光灯,房屋装修中塑钢门窗、不锈钢等的切割、打磨 [6]都会向环境引入重金属,另外由于我国对废旧电池采用回收掩埋的处理方法,所以造成Hg、Pb、Cd、Mn等重金属进入环境,产生了二次污染。