活性炭吸附苯酚实验大数据的处理
金属盐改性活性炭吸附去除水中苯酚实验研究
金属盐改性活性炭吸附去除水中苯酚实验研究杨英;孟红旗;李素敏【摘要】Activated carbon modified by Metal salts has broad application prospects in water purification. The modified activated carbons from five salts( Al^3+ , H ^+ ,Zn^2+ , Cu^2+ , Mn^7+ ) were respectively prepared using the impregnation method, and the adsorption performance of phenol solution by a filtration process was investigated with different modified activated carbon. The results showed that the adsorption performance on modified acti- vated carbons by these different salts gradually decreased in the direction: Al^3+ 〉 H ^+ 〉Zn^2+ 〉 Cu^2+〉Mn^7+ . The filter bed of modified activated carbons had a stronger resistance impact on phenol solution. In a lower filtration rate, the purification capacity of modified activated carbon by aluminum salts achieved more than 99% in dealing with low concentrations of phenol solution, and the effluent concentration was lower than 1 mg/L. Overall. The effect of this kind activated carbon was superior to the other kind by hydrochloric acids. Therefore, in the depth of water treatment, aluminum salts can be used as one of the main direction of the ac- tivated carbon modified.%金属盐改性活性炭在净水处理中具有广阔的应用前景.利用浸渍法制备了5种（Al3＋,H＋,Zn2＋,Cu2＋,Mn7＋）改性活性炭,用过滤手段对改性活性炭吸附去除苯酚的性能进行了研究.结果表明,各种改性活性炭过滤去除苯酚性能的高低顺序为：Al3＋〉H＋〉Zn2＋〉CK〉Cu2＋〉Mn7＋;活性炭滤柱对苯酚原水具有较强的耐冲击性能,在较低滤速下,铝盐改性活性炭滤柱对中低质量浓度苯酚水的净化能力达99%以上,出水质量浓度低于1 mg/L,整体上优于盐酸活化炭滤柱.在净水深度处理中,铝盐可作为活性炭改性的主要方向之一.【期刊名称】《河南理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(031)005【总页数】5页(P617-621)【关键词】改性活性炭;过滤;苯酚;铝盐【作者】杨英;孟红旗;李素敏【作者单位】河南理工大学资源环境学院,河南焦作454000;河南理工大学资源环境学院,河南焦作454000;河南理工大学资源环境学院,河南焦作454000【正文语种】中文【中图分类】TU991.240 引言苯酚是一种常见的水环境污染物，容易被皮肤、呼吸道及消化道吸收，并能与生物活体蛋白质结合使其变性，导致其组织损伤、坏死，引发生物中毒[1]．其浓度较低时，会对生物体产生内分泌干扰作用，如果人体摄入一定量的苯酚便会出现急性中毒症状．苯酚的相对分子量为94，是一种极性较强的有机物，其水溶液具有一定的污染性，能被一些极性或非极性物质所吸收．因此，在水处理过程中，消除苯酚污染问题越来越受到人们的广泛关注．目前，常用的苯酚水处理技术有吸附技术、生物降解和光催化降解等．其中，吸附法由于操作简便、成本低廉而备受关注[2-4]．美国环保署饮用水标准的64项有机污染物指标中，有51项将GAC列为最可行的水净化技术[5]．大量研究表明，这种强大的吸附性能主要是由活性炭表面特殊的理化特性决定的，尤其是表面(化学)官能团的作用[6-7]．然而，目前国内用于不同水质的饮用水处理的活性炭品种较多，性能不一．在饮水深度处理中，芮旻等对活性炭进行了筛选研究，认为要对不同水质进行静态和动态试验等综合分析与评定，选择合适的活性炭则至关重要[8]．近年来，人们通过金属负载等表面改性技术来改善活性炭对有机物的吸附性能，取得了一定成果[9-14]．本研究以特性分子——苯酚为例，通过不同金属盐的浸渍对活性炭进行表面改性，通过利用活性炭滤柱对水溶液中苯酚的吸附试验，考察了改性活性炭的处理效果，研究了不同浓度苯酚溶液经过改性活性炭滤柱时的吸附截留行为，强化了含苯酚的净水处理工艺中活性炭过滤吸附工艺，提高了传统净水工艺对苯酚的过滤吸附去除能力，提出了活性炭的活化和表面改性方向．1 实验材料与方法在实际净水生产工艺中，颗粒活性炭是固定在吸附塔中，当含有有机物的处理水以一定的流速流经活性炭滤床时，水中的有机物被活性炭捕集吸附，从而使处理水得以净化．因此，本文设计了活性炭滤柱过滤试验，并采用人工配水苯酚稀溶液，对比了5种改性活性炭对苯酚的过滤吸附去除性能．1.1 试剂与仪器(1)试剂．唐山华能科技炭业有限公司的颗粒活性炭(10×30目)，编号HN-Y16M；1.0 mol/L盐酸溶液；1.0 mol/L金属储备液AlCl3，ZnCl2水溶液；0.5 mol/L硫酸铜溶液；0.1 mol/L高锰酸钾溶液；苯酚储备液0.085 mol/L(8g/L)．(2)仪器．32目筛子(0.5 mm)；UV-1801紫外可见光分光光度计；DHG-9140A电热鼓风干燥箱；MP3002电子天平；自制过滤设备(φ1.5 cm×20 cm共6根，内装活性炭体积33 mL；图1)．1.2 浸渍改性活性炭滤柱制备(1)活性炭预处理．将颗粒活性炭过32目筛，用蒸馏水洗涤2次以上，在105 ℃下烘干至恒重，冷却后密封保存．(2)浸渍活化．将活性炭滤柱在不同的改性溶液(即活化剂)中浸泡30 min，并不断将活化液从顶部通过滤柱，沥干过夜，用蒸馏水过滤洗涤2次滤柱，静置1 h后将滤柱固定并保持垂直，备用．(3)优化改性条件．查阅相关文献资料[9-13]，设计3种活化剂浓度，分别是0.1，0.5，1 mol/L．经过简单的试验操作，即在1 min之内从各改性炭滤柱顶部倾入100 mL(10 mg/L)的苯酚溶液，优化活性炭活化剂浓度．活化剂类型及其最佳浓度如表1所示．(4)装柱．为模拟实际生产的活性炭装柱和活化过程，预先关闭出口，滤柱内充满蒸馏水，将预处理好的活性炭倒入滤柱，使其在水中自由沉降．当达到装填高度后，将柱内水分放出，沥干．表1 活性炭活化剂类型Tab.1 Activator type of activated carbon序号代号活化剂类型说明1CK对照预处理AC2H1 mol/L 盐酸溶液酸浸渍3Al1 mol/L 氯化铝溶液铝盐浸渍4Zn1 mol/L 氯化锌溶液锌盐浸渍5Cu0.5 mol/L 硫酸铜溶液铜盐浸渍6KMnO40.1 mol/L 高锰酸钾溶液氧化剂浸渍1.3 苯酚处理液的制备(1)苯酚水溶液的摩尔吸光特征．对苯酚溶液进行光度测量，得到其吸光度值为269.5nm，摩尔吸光系数为1 462.5L/(mol·cm-1)．(2)苯酚处理液的制备．用苯酚储备液配置100～104 mg/L的处理液；随液固比值的增加，缓慢增大苯酚原液浓度．制备前期，苯酚原液浓度设计较低，为3.6～500mg/L，以便考察出水苯酚浓度的累积效应；制备后期，苯酚浓度逐渐增大，为500～7 700 mg/L，以考察活性炭滤柱的穿透能力．1.4 过滤工艺参数的选择实际生产中，活性炭滤床的过滤速度选择5～20 m/h．本次实验设计处理的苯酚原液浓度范围较大，为达到理想的处理效果，选择最小的滤速(5 m/h)；水流方向选择自上而下过滤．活性炭滤柱充填高度为20 cm，堆积体积为33 mL，填充质量为11.0 g，设置每过滤33 mL取样1次，测量吸光度A269.5(即液固比每增加1个单位，测量1次过滤液)．在不同浓度的原液下，依次考察了26个单位液固比的活性炭过滤吸附苯酚性能．2 结果与讨论2.1 不同改性活性炭滤柱的苯酚滤液浓度将3.60～7743.86 mg/L的苯酚原液通过不同改性活性炭滤柱(过滤液苯酚浓度见图2)．在前14个液固比(即液固比小于12)中，即在低质量浓度苯酚原液(500 mg/L)条件下，所有活性炭滤柱出水苯酚质量浓度均低于5.08 mg/L．在前3个液固比中，苯酚原液质量浓度还不稳定，各滤柱出水苯酚质量浓度变化较大，去除率呈上升趋势；当苯酚原液质量浓度稳定时，去除率变化较小．其中，铝盐、盐酸和锌盐浸渍活性炭的苯酚出水质量浓度较低(均小于1.16 mg/L)，具有较强的吸附净化能力(苯酚去除率在原液质量浓度稳定时可达99.33%以上)；铜盐和高锰酸钾浸渍过的苯酚出水浓度则偏高(0.90 mg/L以上)，过滤吸附能力相对较弱(原液质量浓度稳定时苯酚去除率为96.88%以上)．后期逐渐提高苯酚原水浓度，其目的在于考察滤柱的穿透性能．从试验结果来看，对于500～1 100 mg/L中浓度苯酚原水通过各滤柱，出水苯酚浓度均低于5.85 mg/L，而铝盐活性炭滤柱出水苯酚浓度相对最低．当出现7 743.86 mg/L的高浓度苯酚溶液脉冲(即液固比为22.5)时，各滤柱出水的浓度迅速上升(盐酸和铝盐浸渍活性炭出水苯酚浓度由低于0.10 mg/L上升为3 mg/L左右，而高锰酸盐浸渍活性炭出水苯酚浓度迅速由1.99 mg/L上升为8.74 mg/L，各滤柱均表现出不同的穿透能力)．在高浓度脉冲过后，各滤柱又恢复了较佳的吸附过滤性能(苯酚去除率达到99.72%以上)．综合考察了26个单位的液固比，得到了各改性活性炭滤柱对苯酚的平均去除率(表2)．从表2来看，虽然锌盐活性炭滤柱液固比对苯酚的平均去除率最高，但从各单位的液固比来看，在中低质量浓度的苯酚原水下，铝盐改性和盐酸活化活性炭滤柱的出水苯酚质量浓度均低于1 mg/L，苯酚去除率达99%以上．总体上，前者对苯酚的去除效果最好，稍强于盐酸浸渍活性炭滤柱．因此，从整体上看，各种改性活性炭过滤去除苯酚的性能强弱顺序由高到低为：Al3+>H+>Zn2+>CK>Cu2+>Mn7+．另外，从整个趋势上来看，在较低浓度的苯酚原水下(即液固比小于3的前4个单位上)，各改性活性炭滤柱对苯酚的吸附累积效应比较明显；在较高浓度苯酚原水中，并无这种累积效应．表2 改性活性炭滤柱对苯酚的去除率Tab.2 Phenol removal efficiency of by fixed bed modified activated carbons结合26个单位的液固比各种改性活性炭滤柱Zn2+/ACAl3+/ACH+/ACCKCu2+/ACMn7+/AC苯酚去除率的平均值/%99.6398.5798.4892.4892.3783.21标准偏差0.484.205.1715.9915.8822.54 苯酚在改性活性炭滤柱中的吸附穿透能力不仅与原液苯酚质量浓度有关，还与时间存在一定关系(穿透曲线见图3)．从图3可以看出，10 min之前，苯酚在各滤柱中的吸附穿透力差别较大，其中铝盐、锌盐和盐酸炭滤柱稳定性相对较好；10～60 min之间时，穿透力差别较小，其中铜盐和锰盐滤柱稳定性相对较差，其他各滤柱比较稳定，表现较好；60 min之后，各滤柱吸附容量达到饱和，穿透力表现很稳定．总之，从整个过程来看，铝盐、锌盐和盐酸炭滤柱较稳定，穿透力较强；因此，在水处理过程中，选择这类盐作为活化剂是比较可取的．从净水制备的角度来看，商品活性炭装柱后不经酸活化，对水中有机污染物苯酚的吸附去除能力将下降，但铜盐和高锰酸钾浸渍与商品活性炭性质接近，因而不可取．对于锌盐浸渍活性炭，虽然能获得较好的苯酚去除率，但整体上不及铝盐和盐酸浸渍滤柱出水苯酚质量浓度低.另外，锌本身为重金属，虽未考察出水锌的残留质量浓度，但在净水处理工艺中一般不宜选择．从试验结果来看，整体上铝盐改性和盐酸活化活性炭对苯酚水的过滤效果较好，而且前者对苯酚的专性吸附效果更优于后者；因此，这两种改性活性炭在苯酚水处理中都是可取的，尤其是前者．再者，铝盐比盐酸更可取，因为它有许多生产上的优势，如便于运输、工艺简单等，并且铝盐活化后可用于原水一级工艺的混凝工艺等．2.2 过滤吸附机理探讨氯化铝溶解于水，其本身显示强酸性(pH<1.0)是由于铝离子具有强烈的水解能力，形成羟基铝，从而促进水的解离反应进行，产生氢离子．Al3++H2OAlOH2++H+.因而，氯化铝溶液本身能对活性炭起到酸活化作用不足为奇．酸活化后，活性炭表面电位降低，亲水性减弱，便于苯酚类有机分子进入活性炭微孔并发生吸附作用，因而酸活化后活性炭对苯酚的吸附去除能力大大增强．另外，从分子量大小来讲，铝离子及其一级水解产物的分子之间约在10 nm当量范围附近，可进入活性炭较小的微孔内部，并发生滞留．当水中具有一定极性的有机分子进入活性炭微孔，则被铝离子所占据的活性点位所吸附发生键合反应；由于可能发生化学反应，有机分子的吸附活化能可能迅速降低，从而加速有机物的吸附去除速率和能力．铝负载活性炭后对极性有机物的饱和吸附容量有所降低，即降低了其吸附寿命．然而，这些负载到活性炭表面的金属离子有可能成为水中低质量浓度有机物分子吸附的活性点位，从而降低吸附活化能，提高吸附反应速率和吸附去除效果．根据Pearson软硬酸碱理论“软亲软，硬亲硬，软硬搭配不稳定”的基本原则及其碱硬软分类[15](由于苯酚属于硬碱，即苯酚中氧电负性为3.8，而活性炭表面负载了属于硬酸的Al3+，H+，Zn2+后)，增强了活性炭表面局部的硬酸度，使得这些金属离子对苯酚在活性炭表面的脱附活化能大于其在原始活性炭(即CK)表面的脱附活化能，从而使活性炭表面对苯酚的吸附更牢．另外，属于交界酸的Cu2+负载在活性炭表面，将减弱活性炭表面的局部硬酸性，从而减弱活性炭对苯酚的吸附作用力，表现为苯酚从这些活性炭表面上的脱附活化能低于原始活性炭表面的脱附活化能[12]．对于高锰酸钾改性后的活性炭滤柱而言，因为高锰酸钾属于强氧化剂，活性炭经氧化改性处理后，使其微孔结构遭到破坏，过渡孔系增多，吸附性能明显降低[16].另外，表面含氧酸性基团大量增加，表面亲水性增强，不利于对以疏水性为主的苯酚的吸附．因此，这种改性活性炭在活性炭过滤吸附工艺中不宜使用．总之，对这几种改性活性炭而言，虽然铝盐改性活性炭对苯酚的吸附容量有所降低，但从处理效果和生产工艺等整个环节来看，铝盐活性炭是净水处理工艺中一种较优的活性炭吸附剂，尤其是在活化改性活性炭过滤净化小分子量有机物方面具有更为广阔前景．3 结论不同改性活性炭过滤吸附去除苯酚的性能强弱顺序为：Al3+>H+>Zn2+>CK>Cu2+>Mn7+．活性炭滤柱对苯酚原水具有较强的耐冲击性能．对于中低浓度的苯酚原水来说，铝盐改性活性炭滤柱对其处理净化能力达99%以上，出水浓度低于1 mg/L，盐酸活化炭滤柱的处理效果稍弱于铝盐炭滤柱．整体而言，铝盐改性活性炭滤柱的净化能力强于盐酸活化炭滤柱，其稳定性也较好，选择性较强．综合苯酚出水浓度和生产成本等因素，认为铝盐是作为一种优良的活性炭活化剂，其改性活性炭易于再生并能循环使用，在净水深度处理中具有广阔的应用前景．参考文献：[1] 王代芝.Cr3+——改性膨润土处理含苯酚废水[J].化学工业与工程，2005，22(4)：282-284.[2] 吴永文,李忠,奚红霞，等.高聚物吸附剂的空隙结构和表面特性对苯酚吸附容量的影响[J].化工学报，2003,55(11)：1642-1645.[3] 张青红,高濂.高度分散的Pt/TiO2的制备及光催化活性[J].化学学报，2005,63(1)：65-70.[4] WEINGARTNER C．The KSVA procedure a new procedure for the selective removal of organic traces[J]. Water Supply，1996，14(2)：1145-1158.[5] PONTIUS F W．Complying with future regulations[J]. AWWA，1999,91(2)：146-157.[6] 张世润.活性炭水处理的应用实践[J].活性炭，1988,20(3)：38-43.[7] 范延臻,王宝贞.活性炭表面化学[J].煤炭转化，2000,23(4)：26-29.[8] 芮旻,伍海辉,朱斌,等.饮用水深度处理中活性炭的筛选试验研究[J].给水排水，2005，31(1)：27-32．[9] 杨娇萍,田艳红.FeCl3-CO2体系改性活性炭的研究[J].北京化工大学学报：自然科学版，2005，32(2)：55-58．[10] EWA LORENC-GRABOWSKA，GRA-ZYNA GRYGLEWICZ，STANIS LAW GRYGLEWICZ．Development of mesoporosity in activated carbons via coal modification using Ca2+ and Fe3+ ex-change[J]．Microporous and Mesoporous Materials，2004,76(1-3)：193-201．[11] 厉悦.改性活性炭的表面特性及其对苯酚的吸附性能[J].林产化工通讯，2004，38(2)：14-17.[12] 潘红艳,李忠,夏启斌,等.苯酚在改性活性炭上的脱附活化能[J].华南理工大学学报：自然科学版，2006，34(12)：72-77.[13] NEVSKAIA D M，SANTIANES A，MUNOZ V，et a1．Interaction of aqueous solutions of phenol with commercial activated carbons：an adsorption and kinetic study[J].Carbon，1999, 37(7)：1065-1074．[14] 安东,李伟光,崔福义,等.固定化生物活性炭强化饮用水深度处理[J].中国给水排水，2005，21(4)：9-12．[15] PEARSON R G.Hard and soft acids and bases[J].J Am Chem Soc，1963,85(22)：3533-3539.[16] 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.。
(完整版)活性炭吸附苯酚实验数据处理
标液浓度/ug/ml0.40.81.21.62初浓度/ug/ml 平衡浓度/ug/ml 炯P 1/ P 吸附量q 炯q 1/q20.09 7.4 0.87 0.14 12.69 1.10 0.0840.18 15.89 1.20 0.06 24.29 1.39 0.0460.27 20.86 1.32 0.05 39.41 1.60 0.0380.36 33.62 1.53 0.03 46.74 1.67 0.02100.45 40.03 1.60 0.02 60.42 1.78 0.0230rfftFreundlish 型吸附等温线。
^^ix+o. 3231厂2 = 0.9721吸光度0.0530.1120.1630.2140.267logp30U时langndw型吸附歹髯现1/p初浓度/ug/ml 平衡浓度/ug/ml 炯P 1/ P 吸附量q 炯q 1/q 20.09 5.32 0.73 0.19 14.77 1.17 0.07 40.18 13.43 1.13 0.07 26.75 1.43 0.04 60.27 22.87 1.36 0.04 37.4 1.57 0.03 80.36 30.22 1.48 0.03 50.14 1.70 0.02 100.45 40.79 1.61 0.02 59.66 1.78 0.0220r： langmiur吸附等温线y = 0.3046x+0. 01151/p实验分析：吸附性能的大小随吸附剂的性质，吸附剂表面的大小，吸 附质的性质和浓度的大小，及温度的高低等而定，由于吸附发生在物 体的表面上，所以吸附剂的总面积愈大，吸附的能力愈强。
活性炭具 有巨大的表面积，所以吸附能力很强。
一定的吸附剂，在吸附质的浓 度和压强一定时，温度越高，吸附能力越弱，所以低温对吸附作用有 利，20度的吸附效果比30度的吸附效果更好。
Freu ndlish 更加适用于中等浓度的溶液，适用于活性炭的吸附，处 理和归纳实验数据时更加简单和准确。
苯酚在活性炭上的吸附与脱附研究
科研开发化工科技,1999,7(4):35～38SCIENCE &T ECHNO LOG Y IN CHEM ICA L I ND UST RY收稿日期:1999-05-27作者简介:张会平(1964-),男,博士,副教授。
1991年6月毕业于广州华南理工大学化学工程专业,获博士学位。
1991年12月进入北京清华大学化学工程系国家重点化学工程实验室的工业化学与化学工程博士后流动站作博士后,现在厦门大学化工系从事教学与研究工作。
主要研究方向是分离与反应工程,环境化工,精细化工产品的开发。
发表论文近20篇。
＊国家自然科学基金资助项目(29676035)苯酚在活性炭上的吸附与脱附研究＊张会平 钟 辉 叶李艺(厦门大学化工系,厦门,361005)摘 要 本文研究了苯酚水溶液在活性碳上的吸附平衡关系,溶液pH 值对活性炭吸附性能的影响,苯酚在固定床上的吸附动力学和脱附动力学。
同时采用间歇法和固定床连续法研究吸附苯酚后的活性炭碱再生工艺过程,多次再生对活性炭再生效率的影响,探讨了碱法再生活性炭的初步规律。
关键词 活性炭 吸附 苯酚 再生分类号 T Q 243.1 活性炭具有极为发达的内部孔隙结构和较大的比表面积,是一种最常用的吸附剂之一。
活性炭在化工,食品,医药,军事和环境保护等领域都具有较广阔的应用,尤其是在环境保护中,大量用于废气净化,水和废水处理之中。
含酚废水是一种十分典型且普遍存在的工业有机废水,如何更加有效治理含酚废水,减少环境污染,保护人类生存环境,是一项长期有待解决的工程实际问题。
活性炭吸附法处理含酚废水是一种常用的废水深度处理方法,如何合理设计活性炭吸附处理含酚废水的工艺过程,有效再生活性炭使之得到循环使用,提高其使用寿命,减少资源浪费,同时回收酚类加以利用,是一项既有理论意义又有实际应用价值的研究课题。
本文以苯酚为含酚废水的代表,通过研究苯酚水溶液在活性炭上的吸附平衡和固定床吸附动力学基础上,用NaOH 溶液作为碱法再生溶液,探讨再生活性炭的工艺过程,为将来进行工艺过程设计奠定一定基础。
通过活性炭吸附法处理煤化工废水中苯酚的探究
第49卷第2期2021年1月广㊀州㊀化㊀工Guangzhou Chemical IndustryVol.49No.2Jan.2021通过活性炭吸附法处理煤化工废水中苯酚的探究张国伟1,刘㊀芳2(1克拉玛依职业技术学院,新疆㊀克拉玛依㊀833600;2克拉玛依西月潭幼儿园,新疆㊀克拉玛依㊀834000)摘㊀要:以活性炭为吸附剂吸附煤化工废水中的苯酚,采用4-氨基抗吡啶吸光度法测定吸附后的废水中的苯酚含量㊂通过研究活性炭吸附时间㊁苯酚初始浓度㊁活性炭投加量㊁活性炭粒径㊁溶液pH 值等因素对对苯酚去除率的影响,最终确定当酚含量和活性炭中的活性炭量为1 1000时,吸附在900分钟内达到吸附平衡㊂用200目活性炭在最佳苯酚初始浓度㊁溶液pH 为弱酸性的条件下,静态吸附900min,于502nm 波长处测定,苯酚的去除率达到97.13%㊂关键词:煤化工废水;活性炭;吸附;4-氨基抗吡啶吸光度法㊀中图分类号:TQ028.1㊀文献标志码:B文章编号:1001-9677(2021)02-0060-03㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第一作者:张国伟,男,硕士研究生,讲师,主要研究方向为石油化工㊁煤化工㊂Study on Treatment of Phenol in Coal Chemical Wastewaterby Activated Carbon AdsorptionZHANG Guo -wei 1,LIU Fang 2(1Karamay Vocational and Technical College,Xinjiang Karamay 833600;2Karamay Xiyuetan Kindergarten,Xinjiang Karamay 833600,China)Abstract :Activated carbon was used as adsorbent to adsorb phenol in coal chemical wastewater.The phenol content in the wastewater after adsorption was determined by 4-aminopyridine spectrophotometry.By studying the influence of adsorption time,initial concentration of phenol,dosage of activated carbon,particle size of activated carbon and pH value of solution on the removal rate of phenol,it was determined that when the content of phenol and the amount of activated carbon in activated carbon were 1 1000,the adsorption reached equilibrium within 900min.Under the optimal initial concentration of phenol and weak acidity of the solution,200mesh activated carbon was used for static adsorption for 900min.The phenol removal rate reached 97.13%at 502nm.Key words :wastewater from coal chemical industry;activated carbon;adsorption;4-aminoantipyridine spectrophotometry苯酚是微溶于水,挥发,在空气或光照下很快被氧化为粉红色的重要化工原料,如用于药品和杀菌等,但由于苯酚的毒性强烈,人体吸入或接触较多量时会损害神经系统㊁肝㊁肾的功能㊂苯酚是存在于煤化工废水中的一种重要污染物,在煤化工生产过程产生大量含苯酚废水,未处理的含苯酚废水直接排放会对动植物健康造成一定的危害,对人可致癌[1-3]㊂因此,研究废水中苯酚的去除非常必要㊂生物法㊁微波法㊁催化法㊁电化学法㊁物理吸附法是处理含苯酚废水的几种基本方法,而吸附法最常用[4]㊂活性炭吸附法由于具有操作简单㊁脱酚效率高㊁设备占地小等优点[5-6],具有较大的研究价值㊂本论文通过配制微浓度苯酚溶液模拟煤化工含酚废水,使用活性炭作为吸附剂,使用活性炭作为吸附剂,使用4-氨基抗吡啶吸光度法测量处理后废水中的酚含量,研究活性炭吸附法吸附水中苯酚的影响因素㊂1㊀实㊀验1.1㊀试剂与仪器㊀㊀苯酚㊁铁氰化钾㊁氯化铵㊁4-氨基安替比林㊁氢氧化钠㊁硫酸,均为分析纯㊂AL104电子天平,制造厂家为梅特勒仪器有限公司;755B 紫外可见分光光度计,制造厂家为上海精密仪器有限公司㊂1.2㊀实验内容1.2.1㊀活性炭准备为了除去土和石头等杂质,将购买的活性炭用清水冲洗数次,将洗净的活性炭放入托盘,放入干燥炉干燥,冷却后用灰浆碾碎微粒和粉末依次用孔径为200目㊁140目㊁40目的分子筛过滤,得到目数分别为200㊁140㊁40㊁<40目的活性炭,备用㊂1.2.2㊀溶液配制(1)苯酚标准液:称量0.1g 的苯酚,溶于去离子水,转移到1000mL 的容量瓶中,固定体积,得到50μg /mL 的浓度苯酚溶液,移取100mL 苯酚储备液于1000mL 容量瓶中,定容,得到5μg /mL 的浓度得到苯酚标准液㊂(2)铁氰化钾溶液:称取8g 铁氰化钾溶于去离子水中,移第49卷第2期张国伟,等:通过活性炭吸附法处理煤化工废水中苯酚的探究61㊀至100mL 的容量瓶中定容㊂(3)缓冲溶液的配制:称取10g 氯化铵溶于50mL 氨水中,密塞,保存㊂(4)4-氨基安替比林溶液:称取2g 4-氨基安替比林溶于去离子水中,移至100mL 容量瓶中定容㊂1.2.3㊀实验方法将含苯酚的水样处理后的酚含量由4-氨-抗吡啶吸光度法(下述)确定,酚去除率由酚去除率式(如下计算)确定㊂4-氨基安替比林分光光度法(4-AAP 比色法):在水样中加0.5mL 缓冲溶液㊁1mL 4-氨基安替比林溶液㊁1mL 铁氰化钾溶液,加去离子水至50mL 标线,摇匀,放置一定时间后测量吸光度㊂苯酚去除率公式:Q =1-mm 0ˑ100%式中:m 0 模拟废水中苯酚的初始含量,μgm 处理后苯酚含量,μg2㊀结果与讨论2.1㊀最大吸收波长的测定移取3.0mL 苯酚溶液(10μg /mL)于50mL 比色管中,采用4-AAP 比色法测量吸光度,静置20min 后,于460~570nm 波长范围内测量吸光度㊂以吸光度为纵坐标,以波长为横坐标,得吸光度-波长的关系曲线,如图1所示㊂图1㊀吸光度-波长关系曲线Fig.1㊀Absorbance wavelength curve由图1可知,苯酚的最大吸收波长最大吸收波长在500~510nm 之间,再依次测量波长为505㊁504㊁503㊁502㊁501nm 处的吸光度,502nm 为苯酚的最大吸收波长㊂2.2㊀4-氨基安替比林显色时间与吸光度的关系移取3.0mL 苯酚溶液(10μg /mL)于50mL 比色管中,采用4-AAP 比色法测量吸光度,分别于放置5㊁10㊁15㊁20㊁25㊁30㊁40㊁45㊁50min 后测量㊂以时间为横坐标,以吸光度为纵坐标,得吸光度-反应时间关系曲线,如图2所示㊂图2㊀吸光度-4-氨基安替比林反应时间的关系曲线Fig.2㊀Relation curve of absorbance -4-aminoantipyrinereaction time由图2可知,苯酚与4-氨基安替比林法反应时间在20min后趋于暂时稳定,取在20~30min 内测量其吸光度,后续实验均在显色20min 后立即测量吸光度㊂2.3㊀活性炭吸附时间对去除率的影响称取1.0g 粒径为200目的活性炭放于多个250mL 的具塞锥形瓶中,加入200mL 苯酚标准溶液,静态吸附,在吸附时间60㊁120㊁180㊁300㊁360㊁480㊁540㊁900㊁1200㊁1500min 时进行过滤,准确移取过滤后的溶液5mL 于50mL 的比色管中,采用4-AAP 比色法测量吸光度,放置20min 后立即于502nm 波长处测量吸光度㊂将测量结果带入标准曲线(苯酚标准曲线的回归方程为y =0.0277x +0.0001,R 2=0.9992)计算出苯酚含量㊂由苯酚去除率计算公式求出苯酚的去除率,以时间为横坐标,以苯酚去除率为纵坐标,得苯酚去除率-吸附时间关系曲线,如图3所示㊂图3㊀苯酚去除率-吸附时间关系曲线Fig.3㊀Relationship between phenol removal rate andadsorption time由图3可知,随着吸附时间的增加,苯酚的去除率在逐渐升高,吸附时间为900min 时,苯酚的去除率达到92.65%,吸附时间为1200min 时苯酚去除率为93.24%,表明在吸附时间为900min 时,基本达到吸附平衡㊂2.4㊀苯酚初始浓度对去除率的影响配制浓度分别为1㊁2.5㊁5㊁7.5㊁10μg /mL 的苯酚溶液,称量0.5g 200目活性炭于多个具塞锥形瓶中,每个锥形瓶中加入100mL 不同弄的溶液,静态吸附900min 后,过滤,准确移取5mL 滤液于50mL 比色管中,采用4-AAP 比色法测量吸光度法测量吸光度,静置20min 后测量㊂计算废水中苯酚去除率,以苯酚初始浓度为横坐标,以苯酚去除率为纵坐标,得苯酚去除率-苯酚初始浓度关系曲线,如图4所示㊂图4㊀苯酚去除率与苯酚初始浓度关系曲线Fig.4㊀Relationship between phenol removal rate andinitial phenol concentration由图4可知,随着酚的初始浓度的增加,酚的去除率逐渐增加㊂当酚的初始浓度高于8μg /mL 时,酚的去除率开始下降㊂在酚的初始浓度为5μg /mL 的情况下,酚的去除率为96.98%,酚的初始浓度为7.5μg /mL,酚的去除率为96.93%㊂结果发现活性炭的添加量是恒定的㊂62㊀广㊀州㊀化㊀工2021年1月2.5㊀活性炭投加量对苯酚去除率的影响250mL 的活性炭锥形瓶中放入200目的活性炭,加入100mL 的酚标准液,在900min 的静态吸附后过滤,将5mL 的滤液转移到50mL 的比色管中,静置20min 后,用4-AAP 比色法测定吸光度㊂计算废水中的苯酚除去率,以活性炭投加量为横坐标,以苯酚去除率为纵坐标,得苯酚去除率-活性炭投加量关系曲线,如图5所示㊂图5㊀苯酚去除率-活性炭投加量关系曲线Fig.5㊀Relationship between phenol removal rate andactivated carbon dosage由图5可知,在其他条件相同时,苯酚的去除率随活性炭量的增加先升高后降低,当活性炭为0.5g 时,苯酚的去除率达到最高为96.5%㊂活性炭为0.8g 时,苯酚的去除率下降,去除率为96.3%㊂表明苯酚溶液体积为100mL,初始浓度为5μg /mL 时,最佳活性炭投加量为0.5g㊂2.6㊀活性炭粒径对苯酚去除率的影响将200㊁140㊁40㊁<40的活性炭0.5g,放入250mL 的锥形烧瓶中,分别加入100mL 的苯酚标准液,在静态吸附120㊁600㊁900㊁1200㊁1600min 后过滤,将滤液移至5mL 的比色管中㊂采用吸收光度法,使用4-AAP 比色法放置20min 后测定,测定除去活性炭的活性炭中的酚类去除率和酚类去除率与不同粒径的活性炭与关系曲线,如图6所示㊂图6㊀苯酚去除率与活性炭粒径关系曲线Fig.6㊀Relationship between phenol removal rate andactivated carbon particle size由图6可知,在活性炭投加量均为0.5g 时,目数为小于40㊁40㊁140㊁200的活性炭,在吸附时间为600min 时,苯酚的去除率分别为42.3%㊁71.1%㊁83.2%㊁92.4%㊂在吸附时间为900min 时,苯酚的去除率分别为47.5%㊁76.5%㊁87.9%㊁95.6%㊂表明在其他实验条件相同的情况下,随着活性炭目数的增加,苯酚的去除率也在增加㊂2.7㊀溶液pH 值对苯酚去除率的影响移取100mL 苯酚标准溶液至250mL 具塞锥形瓶中,使用NaOH 溶液和H 2SO 4溶液调节pH 值,使得溶液pH 分别为3.0㊁4.0㊁5.0㊁6.0㊁7.0㊁8.0㊁9.0㊁10.0㊁11.0㊂然后分别加入0.5g 200目活性炭,摇匀,静态吸附900min 后过滤,移取5mL 滤液于50mL 比色管中,采用4-AAP 比色法测量吸光度法测量吸光度,静置20min 后测量吸光度㊂计算废水中苯酚去除率,以溶液调节初始pH 值为横坐标,以苯酚去除率为纵坐标,得苯酚去除率与溶液调节初始pH 值关系曲线,如图7所示㊂图7㊀苯酚去除率与溶液pH 值关系曲线Fig.7㊀Relationship between phenol removal rate andpH value of solution由图7可知,在活性炭投加量和溶液初始浓度等其它影响因素均为最佳条件下,当溶液pH<7时,苯酚去除率变化不大,pH 值对吸附的影响不明显;当pH>7时,苯酚去除率随pH 值的增加而迅速降低㊂3㊀结㊀论本实验吸附剂为活性炭,配制微苯酚溶液模拟煤化工废水,采用4-氨基安替比林分光光度法测定废水中苯酚含量,讨论了酚的初始浓度与活性炭目数与溶液pH 值与笨酚去除率之间的关系㊂通过单个因子吸附实验来探索最佳吸附条件,主要结论如下:(1)采用4-氨基安替比林分光光度直接测定法,通过单因素变量实验设计得出实验结果㊂苯酚与4-氨基安替比林最佳反应时间为20min,20min 后反应趋于稳定㊂最佳吸收波长为502nm㊂(2)通过微观实验研究了酚去除速率的影响因素,并通过实验分析了实验结果㊂在室温下静态吸附在900min 内达到实验平衡㊂酚对活性炭的质量比为1 1000,是活性炭的最佳投与量㊂在其他实验条件下,活性炭的粒径越小,酚去除率越高㊂当溶液为碱时,酚的去除率随着pH 值的增加而迅速下降㊂溶液变成中性后,酚的去除率高㊂溶液pH 是弱酸的,在酚和活性炭的添加量最好的条件下,酚去除速度在900min 的静吸附后可以达到97.13%㊂参考文献[1]㊀律晓鑫,陈凯,张凤.浅谈含苯酚废水的处理[J].化学教学,2012(8):75-77.[2]㊀杨凤.生物活性炭处理苯酚废水的试验研究[D].南京:河海大学,2007.[3]㊀潘杰,戴学文,李晗,等.4-氨基安替比林分光光度法测定苯酚滴耳液中苯酚含量[J].天津医科大学学报,2015,21(1):87-89.[4]㊀药星星.玉米秸秆活性炭吸附苯酚废水的研究[D].太原:中北大学,2016[5]㊀梁霞,王学江.活性炭改性方法及其在水处理中的应用[J].水处理技术,2011,37(8):1-6.[6]㊀潘枫燕,许宝弟,陈海宇.4-氨基安替比林分光光度法测定水中挥发酚的影响因素[J].四川环境,2009,28(5):26-27.。
活性炭纤维的改性及对苯酚的吸附性能研究_刘葵
KOH
0. 313 7
79. 36
FeSO4 C6 H8O7 ·H2O
0. 247 6 0. 296 1
83. 53 79. 78
Cu (NO3 ) 2 Pb ( CH3 COO ) 2 ·3H2O
0. 246 1 0. 315 6
83. 91 81. 98
HNO3
0. 197 6
82. 74
由表 3 可知 ,用 CuSO4 溶液处理后 , ACF 的苯 酚去除率比未改性的高 ; 经其他溶液改性处理后 , ACF的苯酚去除率比未改性的低 。其中经 KM nO4 溶液处理过的 ACF, 对苯酚的吸附量下降最为明 显 ,这可能是由于 KM nO4 对 ACF强烈的氧化作用 ,
为了拓宽 ACF 的应用领域 ,更好地发挥 ACF 的吸附性能 ,人们对 ACF进行了很多改性研究 。目 前常用的改性方法可分为浸渍法和混入法 ,通过改 变 ACF的孔隙结构和表面化学结构来提高 ACF的
吸附性能和氧化性能 [ 223 ] 。 关于 ACF的改性研究大多是针对气态污染物
的 , ACF改性后对液态污染物特别是废水中有机物 的吸附性能的影响少有报道 。本文选用硫酸铜 、高 锰酸钾 、硫酸亚铁 、氢氧化钾 、柠檬酸 、硝酸铜 、乙酸 铅 、硝酸等溶液对聚丙烯腈基 ACF进行改性 ,研究 改性前后的 ACF对废水中苯酚的吸附性能 ,以期为 改性 ACF在废水处理中的应用提供参考 。
第 36卷第 10期 2007年 10月
应 用 化 工 App lied Chem ical Industry
Vol. 36 No. 10 Oct. 2007
活性炭纤维的改性及对苯酚的吸附性能研究
刘葵 ,付小靖 ,唐明明
711编号活性炭吸附实验报告
711编号活性炭吸附实验报告实验目的：1.了解活性炭的吸附特性。
2.通过比较不同条件下711活性炭吸附性能的差异，找出最佳条件。
实验原理：活性炭是一种优良的吸附材料，可以用于水处理、空气净化等方面。
其在吸附作用中，吸附物质可以通过活性炭表面的孔道、裂缝等位置传质，因此相比传统材料，其具有较高的吸附速率和吸附量。
711活性炭是一种典型的活性炭材料，在水处理、空气净化等领域应用广泛。
实验方法：实验设备：711活性炭筒、搅拌器、pH计、天平、烧杯、滴定管等。
试验操作：1. 洗涤：将711活性炭筒加入500mL去离子水，轻轻搅拌5min，倒掉水，重复3次，使活性炭表面杂质去除干净。
2. 吸附实验：将711活性炭筒放入250mL含有5mg/L苯酚的实验液中，开启搅拌器并保持搅拌速度为150rpm，实验时间为60min。
其中，液相pH为7，温度为25℃，活性炭用量为5g。
实验结束后，取出711活性炭筒，用去离子水冲洗并捡取样品液。
3. 吸附效果评估：使用紫外-可见分光光度计测定含苯酚实验液的吸附前后浓度差，计算其去除率。
4. 不同实验条件下吸附效果比较：根据不同的实验条件（如活性炭用量、实验时间等）进行吸附试验，比较不同条件下711活性炭吸附性能的差异，找出最佳条件。
实验结果：实验条件活性炭用量（g）实验时间（min）吸附前浓度mg/L 吸附后浓度mg/L 去除率（%）1 5 60 5 0.265 94.72 3 60 5 0.945 81.13 5 30 5 2.179 56.4从表1中可以看出，当活性炭用量为5g，实验时间为60min时，取得了最佳的吸附效果：苯酚去除率为94.7%。
此外，我们还比较了活性炭用量、实验时间等因素对吸附效果的影响。
实验结果如下：表2不同实验条件下的吸附效果比较从表2中可以看出，当活性炭用量增加时，去除率也随之提高。
实验时间对吸附效果的影响较小，当实验时间增加时，去除率略微增加。
对活性炭处理含酚废水实验的探讨(全文)
对活性炭处理含酚废水实验的探讨XX：1005–6629（20XX）9–0042–03 B含酚废水是一种污染范围极广的工业废水，煤气厂、焦化厂、石油化工厂等在其生产过程中均会产生，若未经处理直接排放会对环境等带来严峻危害。
苏教版《有机化学基础（选修）》教材在“酚的性质和应用”中设置了“含酚废水处理”的活动与探究实验以及拓展视野栏目，旨在进一步让学生认识含酚废水的处理方法，培养学生将化学知识转化为化学技术解决工业实际问题的能力，提高学生的技术素养。
其中，“活动与探究”的实验2为活性炭吸附苯酚方案，主要操作为：向6 mL含有苯酚的废水中滴加几滴FeCl3溶液……加入少量活性炭，振荡后静置，观察实验现象。
实验后的酚铁盐溶液紫色变浅（或褪去），现象对比明显，教材欲以此说明活性炭对废水中的苯酚具有吸附作用。
但实际教学中学生有质疑，把酚铁盐溶液的褪色原因只简单归为活性炭吸附苯酚——这样的认识不严谨，可能的解释包括：（1）因吸附苯酚而褪色；（2）因吸附Fe3+而褪色；（3）因吸附酚铁配合离子而褪色；（4）前面几种可能性的综合结果。
为此，进一步进行实证探讨。
1 实验用品含苯酚的废水（8000 mg·L-1），FeC13溶液（0.1 mol·L-1），稀盐酸（0.1 mol·L-1），NOH溶液（0.01 mol·L-1），浓溴水，活性炭，KSCN溶液（0.1 mol·L-1），K4[Fe（CN）6]溶液，15×150的试管数支，直径3 cm的空气过滤器（见图1，XX上有售，市场价一般3～10元/个），橡胶管（或输液软管），20 mL 的注射器。
2 实验部分[实验1] 活性炭吸附溶液中的Fe3+步骤：（1）向试管中加入一滴管0.1 mol·L-1的FeCl3溶液和8 mL蒸馏水，振荡均匀，溶液呈淡黄色。
然后等量分装于两支试管，分别编号为①、②。
（2）按图2，将过滤器与注射器用橡胶管（或输液软管）连接好。
活性炭纤维吸附苯酚影响因素的研究
活性炭纤维吸附苯酚影响因素的研究张晓艳【摘要】用活性炭纤维(ACF)对溶液中苯酚进行吸附处理,考察了ACF用量、苯酚的初始浓度、pH、含盐量和温度对吸附效果的影响.实验结果表明,随着ACF用量的增加,苯酚的去除率升高,但吸附容量也逐渐降低,实验选用ACF用量为0.2 g;苯酚溶液初始浓度越高,ACF的吸附容量越大;pH为3时,ACF吸附苯酚的效果最好;随着苯酚溶液中含盐的量增加,苯酚的去除率呈现逐渐下降的趋势;温度越高,ACF的吸附容量越小.【期刊名称】《吉林师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(031)004【总页数】3页(P69-70,73)【关键词】活性碳纤维;吸附;苯酚;影响;因素【作者】张晓艳【作者单位】吉林师范大学环境工程学院,吉林,四平,136000【正文语种】中文【中图分类】X703酚类物质是河流、工业废水、垃圾渗滤液中最常见的污染物质之一,主要来自石油化工厂、焦化厂等化工企业[1].当废水中酚类化合物的浓度超过50 mg/L时,它们就会抑制生物降解反应的速率[2],对生物有着明显的毒害性[3].吸附法作为一种高、低浓度废水均适用的物理化学方法,能有效地处理苯酚废水[4].活性炭纤维作为一种新型吸附功能材料,近年来在水处理方面得到了广泛应用[5],因此本文以活性炭纤维为吸附剂,以苯酚为模型物,研究各种因素对活性炭纤维吸附苯酚的影响.活性炭纤维毡（辽宁安科活性炭纤维应用技术开发公司）.UV-265型紫外-可见分光光度计:岛津仪器有限公司;CP225D型电子天平:德国Sartourius公司;202-1型电热干燥箱:江苏省东台县电器厂;PHS-3C型酸度计:上海雷磁新泾仪器有限公司;SHY-2水浴恒温振荡器:常州中捷实验仪器制造有限公司. 将活性炭纤维毡用去离子水洗净,放入电热干燥箱中于110℃下烘干24 h,称取一定质量的干燥的活性炭纤维（ACF）置于100 ml一定浓度的苯酚溶液中,在一定温度下,在振荡器中震荡150 min,测定ACF对苯酚的平衡浓度.溶液中的苯酚的浓度采用紫外可见分光光度计测定.研究活性炭纤维用量的影响时,分别取ACF质量为 0.05 g、0.10 g、0.15 g、0.20 g、0.25 g、0.30 g,20℃下对40 mg/L的苯酚溶液进行吸附.研究溶液初始浓度的影响时,配置初始浓度为10 mg/l、20 mg/l、30 mg/l、40 mg/l、50 mg/l苯酚溶液,20 ℃下进行吸附.研究溶液酸碱度的影响时,用NaOH和HCl调节溶液酸度分别为2、5、10、14的40 mg/l的苯酚溶液,20℃下进行吸附;研究溶液含盐量的影响时,在苯酚溶液中加入了一定质量的无水硫酸钠,配制含有2 mg/l、5 mg/l、10 mg/l、15 mg/l硫酸钠的 40 mg/L 苯酚溶液,20℃下进行吸附;研究温度的影响时,将振荡器调至恒温20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃,对40 mg/l的苯酚溶液进行吸附.图1是ACF用量与苯酚的去除率和ACF吸附容量的关系曲线.由图可知,随之ACF 用量的增加,苯酚的去除率升高,但平衡吸附容量降低.当ACF用量为0.05 g时,苯酚的去除率为62.53%,ACF的平衡吸附容量为9.38 mg/g;当ACF用量为0.3 g时,苯酚的去除率为97.63%,ACF的平衡吸附容量为2.44 mg/g.去除率的提高标志着去除效果的提高,但与此同时,平衡吸附量的降低说明单位质量活性炭利用率的降低和实际运行成本的升高.因此实验中计从经济考虑,又保证较高的苯酚去除率,以下实验选用的ACF用量均为0.2 g.图2是苯酚溶液的初始浓度对ACF的平衡吸附容量的影响.由图可知,随着苯酚初始浓度的增加,活性炭纤维的吸附容量逐渐增大,当初始浓度为10 mg/L时,ACF对苯酚的吸附容量为2.82 mg/g,当初始浓度为50 mg/L时,ACF对苯酚的吸附容量为21.17 mg/g,与初始浓度为10 mg/L时相比,提高了6.5倍.图3是pH与苯酚去除率的关系曲线.由图可知,pH较低时,苯酚的去除率最高.pH 为3时,苯酚的去除率最高,之后随着pH的增大,去除率逐渐下降.这可能是因为,当pH>3时,ACF的表面带负电,并随着溶液pH的增大ACF表面的负电性逐渐增大;而当pH值小于5时,苯酚主要以分子形式存在;当pH>5,苯酚会水解为带负电的阴离子.因此当pH>3时,表面带负电的ACF与以阴离子形式存在的苯酚之间存在静电斥力,ACF对苯酚去除效果急剧下降.图4是溶液中盐含量对与苯酚去除率的曲线.由图可知,加入盐后,苯酚的去除率有所降低,且加入盐量越多,苯酚的去除率降低的越多.Na2SO4浓度为2 mg/l时苯酚的去除率较为添加Na2SO4时降低了4.46%.这是由于活性炭纤维吸附容量有限,苯酚和Na2SO4产生了竞争吸附.图5是温度对ACF的平衡吸附容量的影响曲线.由图可知,活性炭纤维吸附容量随着温度的升高而降低.20℃时ACF平衡吸附容量为15.4 mg/g,而40℃时ACF平衡吸附容量为12.4 mg/g,较20℃时降低了19.48%.（1）随着活性炭纤维用量的增加,苯酚的去除率升高,但吸附容量也逐渐降低,实验选用ACF用量为0.2 g.（2）随着苯酚初始浓度的增加,活性炭纤维的吸附容量逐渐增大.（3）pH为3时ACF吸附苯酚的效果最好.（4）随着苯酚溶液中含盐的量增加,苯酚的去除率呈现逐渐下降的趋势.（5）随着温度的升高,ACF的吸附容量呈现逐渐下降的趋势.【相关文献】[1]Wang Y ing,et al.Biodegradation of phenol by free and immobilized acinetobacter sp.strain PD12[J].Jounal of Environmental Sciences,2007（19）:222～225.[2]曲险峰,郑经堂,何小超,等.ACF催化臭氧化降解苯酚的反应参数影响[J].化工进展,2007,26（9）:1283～1287.[3]洪军,刘亚子,杨绍贵,等.微波辅助光催化降解水中苯酚[J].环境科学,2006,27（9）:1808～1813.[4]姜军清,黄卫红,陆晓华.活性炭纤维处理含酚废水的研究[J].工业水处理,2001,21（3）:20～22.[5]岳钦艳,杨晶,高宝玉,等.活性炭纤维对水中酚类化合物的吸附特性[J].环境科学,2008,29（10）:2862～2866.。
【活性炭对水中苯酚的吸附】 活性炭对苯酚的吸附
【活性炭对水中苯酚的吸附】活性炭对苯酚的吸附活性炭对水中苯酚的吸附梁晓王凤娇唐婧活性炭对水中苯酚的吸附梁晓王凤娇唐婧（内蒙古鄂尔多斯市环境保护中心监测站，东胜017000）摘要：本文探讨和研究了活性碳吸附水中苯酚的试验方法以及活性碳对水中苯酚的吸附效率。
在比较了不同条件下活性炭对苯酚的吸附效果的情况下，确定了处理水中苯酚的活性炭用量、水的ph值、温度、粒径大小对吸附结果的影响。
研究结果表明，粒径关键词：苯酚;活性炭;光度法;吸附中图分类号：x7031文献标识码：a文章编号：1007-0370（2009）06-0141-03theadsorptionofphenolinwaterwithactivatecarbonliangxiaowangfengjiaotangjing（erdouscityenvironmentalmonitoringstationofinnermongolia，dongsheng017000）mentalmethodsandadsorptionefficiencyofphenolinwaterwithactivatecarbonarestudiedanddiscussed.theabstrac：ttheexperiadsorptioneffectivenessofphenolwithactivatecarbonunde rdifferentconditionsarecompared，thevolumeofactivatecarbon，phvalue，temperatureandimpactsofparticlesizeonadsorptioneffectivenessarei dentified.keywords。
pheno;lactivatecarbon;luminosity;adsorption酚类属于高毒物质，是水中的主要污染物之一。
酚类的测定是环保、卫生部门水质监测的重要项目之一[1]附条件下对吸附效率的影响。
浓硫酸改性活性炭对模拟废水中苯酚的吸附研究
浓硫酸改性活性炭对模拟废水中苯酚的吸附研究李明;王璐【摘要】A new adsorbent was synthesized from activated carbon which was modified by concentrated sulfuric acid and the performance of the adsorbent for phenol was carried out. The experimental results showed that the optimal absorption conditions were as follows:when the adsorption temperature was 35 ℃, the initial concentration of phenol was 0. 8 g/L, the adsorbent dosage was 1. 0 g and the adsorption time was 20 min, the removal rate was up to 96. 2%. Compared with the unmodified activated carbon, the adsorption effect was greatly improved. What’s more, the adsorbent was reused after 5 times, the removal rate was still up to more than 70. 0%. Experiments showed that the activated carbon treated by sulfuric acid acts as a good adsorbent in the performance of adsorption for phenol.%采用浓硫酸改性活性炭作吸附剂,研究其对模拟废水中苯酚的吸附性能。
活性炭对苯酚的吸附
精选课件
55
四、实验步骤
1、工作曲线的绘制
在9支50 ml的比色管中分布加入0.00, 1.00, 3.00, 5.00, 7.00, 10.00， 12.00 ml，15.00 ml浓度为10 mg/L 的苯酚标准溶液，用水稀释至刻度。 加0.5 ml 缓冲液，混匀，加4-氨基安替比林1.0 ml，混匀。再加1.0 ml 铁氰化钾溶液，充分混匀后。静置10 min，于510 nm波长处，以蒸馏 水为参比，用2 cm比色皿比色，记录数据，绘制吸光度对苯酚含量的 标准曲线。
精选课件
88
六、实验注意事项
1、实验过程中苯酚有几种不同浓度的溶液，请勿弄混。 2、吸附实验中注意苯酚使用液的加入量。 3、本实验一定要注意实验数据的处理。
精选课件
9
七、思考题
1、平衡时间怎么确立？ 2、试阐述影响活性炭对苯酚吸附的影响因素？ 3、活性炭对苯酚的吸附对环境质量有何意义？
精选课件
1100
式中C、M与（1）式意义相同，K’和b为吸附常数，上两方程中， 已知C和M，可求出K和Xm或K’和b。
精选课件
44
三、试剂与仪器
试剂：
1、活性炭 2、无酚水 3、苯酚标准溶液、苯酚中间液体、苯酚使用液 4、缓冲液（pH约为10） 5、2%4-氨基安替比林 6、8%的铁氰化钾
仪器：
摇床、低速离心机、离心管、碘量瓶、比色管、移液管
实验五：活性炭对苯酚的吸附作用
一、目的要求 二、实验原理 三、试剂与仪器 四、实验步骤 五、思考题
精选课件
11
一、目的要求
1、掌握活性炭对苯酚吸附研究的一般方法和原理； 2、学习用吸附等温式描述吸附等温曲线； 3、了解活性炭在水处理中的作用
活性炭吸附实验报告综述
《环工综合实验（1）》（活性炭吸附实验）
实验报告
专业环境工程（卓越班）
班级
姓名
指导教师
成绩
东华大学环境科学与工程学院实验中心
二0一六年11月
1、吸附剂的比表面积越大，其吸附容量和吸附效果就越好吗？为什么？
答：比表面积越大，不一定吸附容量就越好。
吸附剂的比表面积越大，只能说明其吸附能力较大，并不代表吸附容量就越大。
吸附容量的大小还与脱吸速度有关，如果脱吸速度很快，就算吸附能力再大，吸附容量也还是没多大提升。
吸附容量是一个动态平衡的过程。
吸附剂的良好吸附性能是由于它具有密集的细孔构造，与吸附有关的物理性能有：a.孔容（VP）：吸附剂中微孔的容积称为孔容，通常以单位重量吸附剂中吸附剂微孔的容积来表示(cm3/g)；b.比表面积：即单位重量吸附剂所具有的表面积，常用单位是m2/g；c.孔径与
由于曲线有不符合实验结果的数据存在，需要取舍，因此选择12mL、24mL、36mL的数据来做吸附容量曲线。
由y=0.8168x-2.8551可得：lgK=-2.8551 1/n=0.8168
K=0.058 n=1.22
由y=0.9712x-3.7611可得，lgK=-3.7611 1/n=0.9712
K=0.023 n=1.03
由以上两个实验曲线可以发现，吸光度的变动有点幅度，并出现吸附容量有负数的情况，实验误差偏大，因此纵观整个实验过程，可能因为离心的时间不够长，或者离心的过程中晃。
活性炭在水处理中的应用及数据
活性炭在水处理中的应用1前言据统计,我国每年排出的工业废水约为8×108 m3 ,其中不仅含有氰化物等剧毒成分,而且含有铬、锌、镍等金属离子。
废水的处理方法很多,主要有化学沉淀法、电解法和膜处理法等[1],本文介绍的是活性炭吸附法。
活性炭的表面积巨大，有很高的物理吸附和化学吸附功能。
因此活性炭吸附法被广泛应用在废水处理中。
而且具有效率高，效果好等特点。
2活性炭活性炭是一种经特殊处理的炭，具有无数细小孔隙，表面积巨大，每克活性炭的表面积为500-1500平方米。
活性炭有很强的物理吸附和化学吸附功能，而且还具有解毒作用。
解毒作用就是利用了其巨大的面积，将毒物吸附在活性炭的微孔中，从而阻止毒物的吸收。
同时，活性炭能与多种化学物质结合，从而阻止这些物质的吸收。
2.1 活性炭的分类在生产中应用的活性炭种类有很多。
一般制成粉末状或颗粒状。
粉末状的活性炭吸附能力强，制备容易，价格较低，但再生困难，一般不能重复使用。
颗粒状的活性炭价格较贵，但可再生后重复使用，并且使用时的劳动条件较好，操作管理方便。
因此在水处理中较多采用颗粒状活性炭[1]。
2.2 活性炭吸附活性炭吸附是指利用活性炭的固体表面对水中的一种或多种物质的吸附作用，以达到净化水质的目的。
2.3 影响活性炭吸附的因素吸附能力和吸附速度是衡量吸附过程的主要指标[2]。
吸附能力的大小是用吸附量来衡量的。
而吸附速度是指单位重量吸附剂在单位时间内所吸附的物质量。
在水处理中，吸附速度决定了污水需要和吸附剂接触时间。
活性炭的吸附能力与活性炭的孔隙大小和结构有关。
一般来说，颗粒越小，孔隙扩散速度越快，活性炭的吸附能力就越强。
污水的pH值和温度对活性炭的吸附也有影响。
活性炭一般在酸性条件下比在碱性条件下有较高的吸附量[2]。
吸附反应通常是放热反应，因此温度低对吸附反应有利。
当然，活性炭的吸附能力与污水浓度有关。
在一定的温度下，活性炭的吸附量随被吸附物质平衡浓度的提高而提高。
去除苯酚的实验报告
一、实验目的1. 了解苯酚的性质及其在水体中的存在形式。
2. 掌握去除苯酚的常用方法及其原理。
3. 通过实验验证不同方法去除苯酚的效果。
二、实验原理苯酚是一种有机化合物，广泛存在于工业废水中。
由于苯酚具有毒性和生物累积性，对环境和人体健康造成危害。
本实验主要采用以下方法去除苯酚：1. 氢氧化钠法：苯酚能溶于氢氧化钠水溶液而苯不能，反应完成后以分液漏斗分离即可。
2. 吸附法：利用活性炭、沸石等吸附剂对苯酚进行吸附，从而达到去除的目的。
3. 高级氧化技术：利用臭氧、过硫酸盐等氧化剂将苯酚氧化为无害物质。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：苯酚溶液、氢氧化钠溶液、活性炭、沸石、臭氧、过硫酸盐等。
2. 实验仪器：分液漏斗、磁力搅拌器、锥形瓶、烧杯、滴定管、比色计等。
四、实验步骤1. 氢氧化钠法：（1）取一定量的苯酚溶液于锥形瓶中。
（2）加入适量的氢氧化钠溶液，搅拌均匀。
（3）用分液漏斗分离有机层和水层。
（4）检测水层中苯酚的浓度，计算去除率。
2. 吸附法：（1）取一定量的苯酚溶液于锥形瓶中。
（2）加入适量的活性炭或沸石，搅拌均匀。
（3）磁力搅拌一定时间后，用过滤装置分离吸附剂和溶液。
（4）检测溶液中苯酚的浓度，计算去除率。
3. 高级氧化技术：（1）取一定量的苯酚溶液于锥形瓶中。
（2）加入适量的臭氧或过硫酸盐，搅拌均匀。
（3）磁力搅拌一定时间后，检测溶液中苯酚的浓度，计算去除率。
五、实验结果与分析1. 氢氧化钠法实验结果显示，在实验条件下，苯酚的去除率约为85%。
2. 吸附法实验结果显示，在实验条件下，活性炭对苯酚的去除率约为90%，沸石对苯酚的去除率约为75%。
3. 高级氧化技术实验结果显示，在实验条件下，臭氧对苯酚的去除率约为80%，过硫酸盐对苯酚的去除率约为70%。
六、实验结论1. 氢氧化钠法是一种简单易行的去除苯酚的方法，但去除率相对较低。
2. 吸附法是一种高效的去除苯酚的方法，其中活性炭的去除效果优于沸石。
TiO2—活性炭组合光催化降解苯酚废水
TiO2—活性炭组合光催化降解苯酚废水1 试验方法1.1 试剂TiO2主要晶型为锐钛矿形(70%)，颗粒粒径为30nm，表面积为50m2/g；苯酚为分析纯；活性炭颗粒平均粒径为70μm，比表面积为870m2/g。
1.2 反应器光反应器为一有机玻璃管，内径为5cm，管内壁衬铝箔片以反射紫外光，中部放置外套石英玻璃的8W 杀菌灯，主波长为254nm，反应器有效容积为300mL(见图1)。
1.3 分析方法在一普通烧杯中加入定量含酚废水，再分别加入定量TiO2和活性炭，超声波分散15min后搅拌1h以完成对苯酚的完全吸附，然后加入光反应器开始反应，每隔一定时间取样进行分析。
苯酚含量的测定采用4-2 结果与讨论2.1 单纯TiO2悬浮体系降解苯酚① TiO2投量及pH值对去除率的影响分别取不同量TiO2颗粒置于苯酚浓度为50mg/L的待处理废水中，用20%硫酸溶液调废水至不同pH值，再经超声波分散15min后加入光反应器，定时取样分析残留苯酚浓度，结果分别见图2、3。
图2表明,TiO2的投量对光催化降解苯酚具有明显的影响，在一定范围内苯酚去除率随TiO2投量的增加而增大。
对于苯酚初始浓度为50mg/L的体系，其最佳TiO2投量为150mg/L。
图3反映的结果与Bahneman等人[1]采用TiO2降解CHCl3的试验结果(碱性条件下CHCl3的降解率高于酸性条件下的降解率)相反，这说明对于不同污染物的光催化降解，pH值的最佳范围不同，但其作用均较为显著。
图2、3的试验结果也表明，苯酚的光催化降解为典型的零级反应，这与Langmuir—Hinshelwood公式[2]所描述的一致。
②外加氧化剂的作用以溶解氧及H2O2作为外加氧化剂，研究了其对苯酚光降解过程的影响，结果见图4、5。
由图4、5可知，在光催化氧化过程中，溶解氧的存在有利于污染物的去除。
尽管TiO2粒子受紫外光激发后产生的空穴具有直接的氧化能力，但由于电子与之复合速率快而降低了其量子效率，在溶解氧存在的条件下，O2可作为电子受体而抑制电子—空穴的复合，从而促使污染物氧化降解。
活性炭对模拟含酚废水的吸附实验研究
ｐ Ｈ 值 为 ６的条 件 下 ， 对５ ０ ｍＬ质 量浓度 为 ６ ０ ｍｇ ／ Ｌ的 苯酚模 拟废 水处理 效果 最佳 。
关键词 ： 含 酚废 水 ； 吸附； 活性炭 ； 振 荡平衡 法 ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ８ － １ ２ ６ ７ ． ２ ０ １ ３ ． ０ １ ． ０ １ ６
ｔ ｅ ｍｐｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ３ ０ ￣ （ ２ ａ ｎ ｄ ｐ Ｈ ＝６ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｐ ｈ ｅ ｎ ｏ ｌ ｉ ｃ ｗ ａ ｓ ｔ ｅ ｗａ ｔ ｅ ｒ ； ａ ｂ ｓ ｏ ｐｔ ｒ ｉ ｏ ｎ ； ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ａ ｔ ｅ ｄ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ； ｏ ｓ ｃ ｉ ｌ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ａ ｌ ａ ｎ ｃ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ
第２ ７卷第 ｌ 期 ２ ０ １ ３ｊ ｉ ｎ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
生物质炭活性炭的制备及其对苯酚废水吸附的研究
生物质炭活性炭的制备及其对苯酚废水吸附的研究一、摘要随着工业化和城市化进程的加快，水污染问题日益严重，尤其是含有有害有机物的工业废水，如苯酚废水，对环境和人类健康构成了严重威胁。
传统的废水处理方法往往存在处理效率低、成本高、二次污染等问题。
开发高效、经济的废水处理技术具有重要意义。
生物质炭活性炭作为一种新型吸附材料，因其来源广泛、成本低廉、环境友好等特点，在废水处理领域展现出巨大的应用潜力。
本文首先系统综述了生物质炭活性炭的制备方法，包括物理活化法、化学活化法和微波活化法等，并对各种方法的优缺点进行了比较分析。
通过实验研究了生物质炭活性炭对苯酚废水的吸附性能，考察了吸附时间、溶液pH值、吸附剂用量等因素对吸附效果的影响。
还通过动力学和等温吸附模型对吸附过程进行了深入分析，探讨了吸附机理。
研究结果表明，生物质炭活性炭对苯酚废水具有较好的吸附效果，吸附容量大，吸附速度快，且易于再生。
这为苯酚废水的处理提供了一种高效、经济的新方法，同时也为生物质炭活性炭在废水处理领域的应用提供了理论依据和实践参考。
二、概述生物质炭活性炭作为一种新型的环境友好型吸附材料，以其独特的孔隙结构和表面性质，在废水处理领域展现出巨大的潜力。
本文旨在探讨生物质炭活性炭的制备方法及其对苯酚废水的吸附性能。
通过对生物质炭活性炭的制备过程进行详细阐述，包括原料的选择、炭化、活化等关键步骤，分析不同制备条件对活性炭结构和性能的影响。
本文将重点研究生物质炭活性炭对苯酚废水的吸附性能，通过批量吸附实验，考察吸附时间、溶液pH值、初始浓度等因素对苯酚去除率的影响。
本文还将采用吸附等温线和动力学模型对实验数据进行拟合，以揭示生物质炭活性炭对苯酚的吸附机制。
通过对比实验和实际应用案例，评估生物质炭活性炭在苯酚废水处理中的实际应用潜力，为其在环境治理领域的广泛应用提供理论依据和技术支持。
三、材料与方法本研究采用了生物质炭与活性炭两种吸附材料，其中生物质炭来源于当地常见的农业废弃物，如秸秆、木屑等，经过碳化处理制得。
连续流活性炭吸附实验数据处理
连续流活性炭吸附实验数据处理
连续流活性炭吸附实验数据处理一般可以遵循以下步骤：
1. 数据录入：将实验数据按照一定的格式进行录入,一般来说,可以采用Excel表格进行录入,将时间和吸附剂浓度等作为横轴,吸附剂质量、吸附塔出口浓度、吸附效率等作为纵轴。
2. 数据清洗：根据实验数据,对不合理的数据进行清洗和删除。
比如,将异常点、错位的数据或者仪器故障产生的噪声数据进行清理。
3. 数据处理：可以通过计算吸附流量、吸附效率、去除率和质量平衡等参数对数据进行处理,可以选用比较通用的计算公式。
例如,吸附量 = M_in - M_out, 其中M_in为进入吸附塔的吸附剂重量,M_out为从吸附塔中退出的吸附剂重量；去除率 = (C_in - C_out) / C_in, 其中C_in 为进入吸附塔的吸附剂溶液浓度,C_out为从吸附塔中退出的吸附剂溶液浓度。
4. 结果分析：通过分析处理后的数据结果,可以得到吸附效率和去除率的变化趋势,可以评价吸附剂在不同条件下的去除能力和吸附效果。
5. 结论和讨论：依据结果分析,结合实验条件和原理,得出结论和讨论,指出实验中的优点和不足,并提出改进的建议。
- 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)。
标液浓度/ug/ml 吸光度
0.4 0.053
0.8 0.112
1.2 0.163
1.6 0.214
2 0.267
初浓度
平衡浓度/ug/ml ㏒ρ1/ρ吸附量q ㏒q 1/q /ug/ml
20.09 7.4 0.87 0.14 12.69 1.10 0.08
40.18 15.89 1.20 0.06 24.29 1.39 0.04
60.27 20.86 1.32 0.05 39.41 1.60 0.03
80.36 33.62 1.53 0.03 46.74 1.67 0.02
100.45 40.03 1.60 0.02 60.42 1.78 0.02
初浓度
平衡浓度/ug/ml ㏒ρ1/ρ吸附量q ㏒q 1/q /ug/ml
20.09 5.32 0.73 0.19 14.77 1.17 0.07 40.18 13.43 1.13 0.07 26.75 1.43 0.04 60.27 22.87 1.36 0.04 37.4 1.57 0.03 80.36 30.22 1.48 0.03 50.14 1.70 0.02 100.45 40.79 1.61 0.02 59.66 1.78 0.02
实验分析：吸附性能的大小随吸附剂的性质，吸附剂表面的大小，吸附质的性质和浓度的大小，及温度的高低等而定，由于吸附发生在物体的表面上，所以吸附剂的总面积愈大，吸附的能力愈强。
活性炭具有巨大的表面积，所以吸附能力很强。
一定的吸附剂，在吸附质的浓度和压强一定时，温度越高，吸附能力越弱，所以低温对吸附作用有利，20度的吸附效果比30度的吸附效果更好。
Freundlish 更加适用于中等浓度的溶液，适用于活性炭的吸附，处理和归纳实验数据时更加简单和准确。
Langmiur型适用于单分子层吸附，较好的描述低中浓度范围内的吸附等温线。