活性炭纤维对镉离子吸附性能的研究
活性炭中孔对吸附去除溶液中铅镉离子的重要性及贡献
文 章 编 号 :１００１Ｇ９７３１(２０１８)０２Ｇ０２０９３Ｇ０４
０２０９３
活性炭中孔对吸附去除溶液中铅镉离子的重要性及贡献∗
范 明 霞１,童 仕 唐２
(１．湖北工业大学 材料与化学工程学院,武汉 ４３００６８; ２．武汉科技大学 化学工程与技术学院,武汉 ４３００８１)
摘 要: 对 铅 镉 离 子 在 水 溶 液 中 存 在 形 态 及 离 子 直 径 尺 寸 进 行 分 析,采 用 平 均 孔 径 ２．２３~３．３７nm、中 孔 率
４５．１％~９１．９％的自制中孔 活 性 炭,研 究 了 活 性 炭 中 孔 结 构 对 水 溶 液 中 铅 镉 离 子 吸 附 性 能 的 影 响. 结 果 表 明,
程中活性炭中孔所起的重要作用.
关 键 词 : 活 性 炭 ;铅 离 子 ;镉 离 子 ;中 孔 ;吸 附
中 图 分 类 号 : TQ４．ssn．１００１Ｇ９７３１．２０１８．０２．０１５
０ 引 言
近 年 来 随 着 工 业 的 发 展 ,重 金 属 污 染 日 趋 严 重 ,重 金属离子废水的 大 量 排 放,对 土 壤 和 水 体 造 成 了 严 重 污染,直 接 影 响 了 人 类 生 活 . [１Ｇ２] 我 国 云 南 曲 靖 铬 污 染、山西凤翔铅污 染、湖 南 浏 阳 镉 污 染、山 东 临 沂 砷 污 染事 件,人 民 健 康 受 到 影 响,在 社 会 上 引 起 了 强 烈 反 响.鉴于此,重金 属 离 子 对 生 态 环 境 和 人 类 健 康 的 危 害越来越引起 人 们 的 重 视.依 据 严 格 的 排 放 限 制,工 业产生的重金属废水最终排放必须经过严格的处理, 使 重 金 属 离 子 浓 度 降 低 到 一 定 程 度 ,以 达 到 排 放 标 准 .
改性活性炭纤维对重金属离子的吸附研究
改性活性炭纤维对重金属离子的吸附研究谢欢欢;周元祥;范晨晨;秦彦祥【摘要】Activated carbon fibers(ACF) oxidized by concentrated nitric acid and hydrogen peroxide have the a-bility of adsorbing the heavy metalCu2+ ,Zn2+ and Ni2+ ions .By the static adsorption method ,the properties of adsorbing Cu2+ ,Zn2+ and Ni2+ ions in industrial electroplating wastewater on the modified ACF were ana-lyzed under the different experiment conditions .The results showed that the acidic group amount of oxidized ACF increased obviously .It was proved that the ACF which was oxidized by HNO3 at 60 ℃ for 2 h had the good adsorption properties of Cu2+ ,Zn2+ and Ni2+ ions .The saturation adsorption capacity increased notably with modification .And the removal rate of heavy metal ions reached above 90% with a good treatment effect .%文章采用浓HNO3 和浓H2O2 对活性炭纤维(activated carbon fibers ,ACF)进行氧化改性 ,并采用静态吸附法 ,考察了不同实验条件下ACF吸附工业电镀废水中重金属离子Cu2+ 、Zn2+ 、Ni2+ 的影响.结果表明 :改性后的ACF表面含氧酸性官能团明显增加 ,其中采用浓HNO3 在60 ℃氧化2 h改性效果较佳 ;氧化改性后样品对Cu2+ 、Zn2+ 、Ni2+的吸附效果显著提高 ,重金属离子的去除率达到90% 以上 ,处理效果较好.【期刊名称】《合肥工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(039)002【总页数】4页(P256-259)【关键词】活性炭纤维;电镀废水;氧化改性;重金属离子;吸附【作者】谢欢欢;周元祥;范晨晨;秦彦祥【作者单位】合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽合肥 230009;合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽合肥 230009;合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽合肥 230009;合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽合肥 230009【正文语种】中文【中图分类】X703随着人口的快速增长和现代工业的快速发展,重金属离子污染越来越严重,导致水环境日益恶化。
活性炭吸附重金属
重金属去除的主要传统工艺的优缺点
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三、活性炭对重金属的吸附
活性炭的表面官能团
含氧基团有羧基、酚羟基、羰基、内酯基及酸酐 等，含氮官能团主要有吡啶、酰胺等。
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活性炭表面含氧官能团
活性炭表面含氮官能团
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三、活性炭对重金属的吸附
吸附模式
活性炭吸附金属通常符合 Langmuir 和 Freundlich 模式。
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五、结论
吸附法处理含镉废水的控制条件比较多，如吸附剂 的粒度、吸附剂的添加量、废水的成分、进水浓度、 pH、吸附时间等，应加强含镉废水吸附处理的自动 控制研究。
在改性吸附剂研究中，应优化选择路线，降低吸附 剂改性成本，使之能够成为可接受和具有竞争力的 镉污染治理材料。
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谢谢！
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吸附容量公式
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Langmuir型方程
Freundlich型方程
V 为镉溶液体积，qe (mg/g 或者 mmol/L/g)为平衡吸附容量，qm
为最大吸附容量，单位相同，m(g)为活性炭的质量，
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b(L*mmol/Lol-1)为平衡常数。
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三、活性炭对重金属的吸附
吸附机理
炭表面羧基与金属离子交换的机理图
(2) 藻类生物质； (3) 微生物类生物质，比如细菌、真菌和酵母菌。
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二、重金属的去除方法
植物修复技术：主要是通过植物根系的根际圈分 泌物质和土壤中的生物的新陈代谢活动来吸收、吸 附和降解污染物等，是土壤修复的重要技术。 用植物处理重金属主要有三个主要原理: （1）从对废水中的有毒金属进行吸取、沉淀或富集； （2）萃取土壤中或者水中的重金属，富集运输至根 部和枝条部分，然后移去根部或者枝条部分； （3）降低有毒金属的活性，从而减少重金属在水体 和空气中传播 。
硝酸改性活性炭对镉离子的吸附和再生
吸附能力的活性炭提供依据。
１ 实验部分
１．１ 试剂与仪器 硝酸、硫酸、氢氧化钠、碘化钾、抗坏血酸、罗丹明
Ｂ、硝 酸 镉、聚 乙 烯 醇、乙 二 胺 四 乙 酸 二 钠 （ＥＤＴＡ ２Ｎａ）均为分析纯；烟煤活性炭（比表面积 ８９７ｍ２／ｇ）， 购自加拿大 Ｊｕｒａｓｓｉｃ公司。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＨＮＯ３ ｏｘｉｄａｔｉｏｎｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎ（ＡＣ）ｏｎＣｄ（ＩＩ）ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ． ＴｈｅｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆＨＮＯ３ｍｏｄｉｆｉｅｄａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎ（ＨＮＯ３ＡＣ）ｗａｓａｌｓｏｓｔｕｄｉｅｄ．ＨＮＯ３ＡＣ ｓｈｏｗｅｄａｎｉｎｃｒｅａｓｅｄａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｉｅｓｉｎｒｅｍｏｖａｌｏｆＣｄ（ＩＩ）．Ｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｕｒｏｂｅｙｅｄｔｗｏｉｓｏ ｔｈｅｒｍ ｍｏｄｅｌｓｓｕｃｈａｓＬａｎｇｍｕｉｒａｎｄＦｒｅｕｎｄｌｉｃｈ．Ｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｋｉｎｅｔｉｃｗａｓｆｏｕｎｄｔｏｆｉｔｗｅｌｌｗｉｔｈａｐｓｅｕ ｄｏｓｅｃｏｎｄｏｒｄｅｒｒａｔｅｅｑｕａｔｉｏｎ．ＸＰＳｓｙｎｔｈｅｓｉｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｏｘｙｇｅｎｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｇｒｏｕｐｓｏｎｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅｏｆＨＮＯ３ＡＣｗｅｒｅｃｏｍｐｌｅｘｅｄｗｉｔｈＣｄ（ＩＩ）．Ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅｓｈｏｗｎａｓｆｏｌ ｌｏｗｓ：０．１０ｍｏｌ／ＬｏｆｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＥＤＴＡ２Ｎａ，４０℃ ｏｆｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ａｎｄ４ｈｏｆｒｅｇｅｎｅｒａ ｔｉｏｎｔｉｍｅ．Ｕｎｄｅｒｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ＨＮＯ３ＡＣｃａｎｂｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎｉｔｒｉｃａｃｉｄ；ａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎ；ｃａｄｍｉｕｍ ｉｏｎ；ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ；ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ
《生物炭对链霉素和镉的吸附及其对污染土壤呼吸和酶活性的影响》范文
《生物炭对链霉素和镉的吸附及其对污染土壤呼吸和酶活性的影响》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，土壤污染问题日益严重，特别是重金属和抗生素的污染问题引起了广泛关注。
生物炭作为一种新型的土壤改良剂和污染物吸附剂，在土壤修复和环境治理中发挥着重要作用。
本文旨在研究生物炭对链霉素和镉的吸附效果，以及其对污染土壤呼吸和酶活性的影响。
二、材料与方法1. 生物炭制备采用特定的生物质原料，通过热解法制备生物炭。
2. 实验设计设置不同生物炭添加量的处理组，以及对照组，对含有链霉素和镉的污染土壤进行处理。
3. 测定指标测定生物炭对链霉素和镉的吸附量、土壤呼吸强度、以及土壤酶活性等指标。
三、生物炭对链霉素和镉的吸附1. 实验结果实验结果显示，生物炭对链霉素和镉的吸附能力较强，且随着生物炭添加量的增加，吸附量也相应增加。
生物炭的吸附作用主要归因于其丰富的孔隙结构和较高的比表面积，有利于吸附污染物。
2. 分析讨论生物炭的吸附作用可以有效地降低土壤中链霉素和镉的含量，对于修复受污染的土壤具有重要意义。
此外，生物炭的添加还可以改善土壤结构，提高土壤肥力，具有多重环境效益。
四、生物炭对土壤呼吸的影响1. 实验结果实验发现，生物炭的添加可以显著提高土壤呼吸强度。
这可能是由于生物炭的添加改善了土壤通气性和保水性，有利于微生物的生长和活动。
2. 分析讨论土壤呼吸是土壤生态系统中的重要过程，与土壤碳循环、养分循环等密切相关。
生物炭的添加可以提高土壤呼吸强度，有助于提高土壤生态系统的活力。
然而，过量的生物炭添加可能会对土壤微生物产生负面影响，因此需要合理控制生物炭的添加量。
五、生物炭对土壤酶活性的影响1. 实验结果实验显示，生物炭的添加可以显著提高土壤酶活性。
这可能是由于生物炭的添加为土壤微生物提供了丰富的碳源和能源，促进了微生物的生长和繁殖，从而提高了酶的分泌量。
2. 分析讨论土壤酶是土壤生态系统中的重要组成部分，参与有机物的分解、养分循环等过程。
活性炭纤维对水中重金属离子的吸附分析
活性炭纤维对水中重金属离子的吸附分析高飞飞（阜阳创业水务有限公司，安徽 阜阳 ２３６０００）摘 要：将活性炭纤维作为去除废水中重金属离子的吸附剂，综合分析活性炭纤维对水中镉离子、镍离子以及铜离子三种常见重金属离子的吸附效果。
构建对应的活性炭纤维吸附水中重金属离子的线性模式，在此基础上综合探究活性炭纤维的吸附规律。
关键词：活性炭纤维；重金属离子；吸附实验中图分类号：ＴＧ２９２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１９）０９－０２２１－２Adsorption Analysis of Heavy Metal Ions in Water by Activated Carbon FiberGAO Fei-fei（Ｆｕｙａｎｇ Ｐｉｏｎｅｅｒ Ｗａｔｅｒ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｆｕｙａｎｇ ２３６０００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｆｉｂｅｒ ｗａｓ ｕｓｅｄ ａｓ ａｄｓｏｒｂｅｎｔ ｔｏ ｒｅｍｏｖｅ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｉｏｎｓ ｉｎ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ， ａｎｄ ｔｈｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｆｉｂｅｒ ｏｎ ｃａｄｍｉｕｍ ｉｏｎｓ， ｎｉｃｋｅｌ ｉｏｎｓ ａｎｄ ｃｏｐｐｅｒ ｉｏｎｓ ｗａｓ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｌｉｎｅａｒ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｆｉｂｅｒ ａｄｓｏｒｂｉｎｇ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｉｏｎｓ ｉｎ ｗａｔｅｒ ｗａｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｌａｗ ｏｆ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｆｉｂｅｒ ｗａｓ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ ｅｘｐｌｏｒｅｄ ｏｎ ｔｈｉｓ ｂａｓｉｓ．Keywords: ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｆｉｂｅｒｓ； ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｉｏｎｓ； ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ重金属离子处理方法包括沉淀、膜分离和生物方法，但是上述方法有缺点，沉淀法成本高，产生新的污染物，因此在应用上存在局限性。
活性炭纤维在工业废水处理中吸附重金属离子的研究
活性炭纤维在工业废水处理中吸附重金属离子的研究
李顺顺;李伏虎;张佳;王雅丽;张华;李瑞
【期刊名称】《山东化工》
【年(卷),期】2022(51)5
【摘要】为了将活性炭纤维应用在工业处理废水中,使用沥青基活性炭纤维,测定不同条件下其对液相中重金属离子的吸附量,研究吸附量随时间的变化关系,从而确定吸附最佳条件。
结果表明,活性炭纤维的比表面积、孔容积对工业废水处理影响起着决定性作用,温度、待处理溶液浓度对工业废水处理影响起着重要影响作用。
【总页数】4页(P216-219)
【作者】李顺顺;李伏虎;张佳;王雅丽;张华;李瑞
【作者单位】安徽理工大学
【正文语种】中文
【中图分类】TQ424.1;X703
【相关文献】
1.改性活性炭纤维对重金属离子的吸附研究
2.化学改性强化活性炭纤维吸附重金属离子
3.活性炭纤维对水中重金属离子的吸附研究
4.活性炭纤维对铜离子的吸附研究
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《生物炭对链霉素和镉的吸附及其对污染土壤呼吸和酶活性的影响》范文
《生物炭对链霉素和镉的吸附及其对污染土壤呼吸和酶活性的影响》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，土壤污染问题日益严重，尤其是重金属和抗生素的污染。
链霉素和镉是两种常见的土壤污染物，它们对生态系统和人类健康构成严重威胁。
生物炭作为一种新型的环境友好型材料，具有优异的吸附性能，被广泛应用于土壤污染治理。
本文旨在探讨生物炭对链霉素和镉的吸附效果，以及这一过程对污染土壤呼吸和酶活性的影响。
二、生物炭对链霉素和镉的吸附1. 实验材料与方法本实验采用不同温度下制备的生物炭，以链霉素和镉为研究对象，通过吸附实验，研究生物炭对两种污染物的吸附性能。
实验过程中，设置不同的生物炭种类和用量、污染物浓度等条件，以探究最佳吸附条件。
2. 实验结果与分析实验结果显示，生物炭对链霉素和镉均具有较好的吸附性能。
在相同的条件下，高温制备的生物炭吸附效果更好。
此外，生物炭的用量、污染物浓度等因素也会影响吸附效果。
通过对实验数据的分析，我们发现生物炭的吸附机制主要包括静电作用、表面络合和离子交换等。
三、生物炭对污染土壤呼吸和酶活性的影响1. 实验方法与过程本部分实验以受链霉素和镉污染的土壤为研究对象，通过添加不同量的生物炭，研究生物炭对土壤呼吸和酶活性的影响。
实验过程中，设置对照组和实验组，记录土壤呼吸和酶活性的变化情况。
2. 实验结果与分析实验结果显示，添加生物炭后，污染土壤的呼吸作用得到显著改善。
这可能是因为生物炭具有良好的孔隙结构和较大的比表面积，能够为土壤微生物提供良好的生存环境。
此外，生物炭中的某些元素和官能团对土壤微生物的生长也有一定的促进作用。
同时，我们发现生物炭能够提高土壤中某些酶的活性，如脱氢酶、磷酸酶等。
这些酶在土壤有机质分解、养分循环等方面发挥着重要作用。
因此，生物炭的添加有助于提高土壤的生态功能。
四、结论与展望本文研究了生物炭对链霉素和镉的吸附及其对污染土壤呼吸和酶活性的影响。
实验结果表明，生物炭具有良好的吸附性能，能够有效地吸附链霉素和镉等污染物。
中高热解温度下秸秆基生物炭对铅、镉的吸附特性研究
中高热解温度下秸秆基生物炭对铅、镉的吸附特性研究引言随着人口的增长和经济的发展，现代工业、电子、建筑等领域大量使用了金属材料。
而这些金属材料的生产和使用中，会排放出大量的重金属，如铅、镉等，对环境和人体健康构成威胁。
因此，研究重金属的污染和净化技术已成为当前环境保护领域的热点之一。
生物炭是一种由生物质材料经过热解而制成的黑色固体，具有良好的物化性质和广泛的应用前景。
研究表明，生物炭可以用于吸附重金属离子，具有高效、低成本、易于操作等优点。
因此，结合生物炭对重金属的吸附特性，研究生物炭对铅、镉等重金属污染的净化效果，对环境保护和可持续发展具有重要意义。
本文旨在研究中高温解温度下秸秆基生物炭对铅、镉的吸附特性，探讨生物炭在重金属净化中的应用前景。
材料和方法生物质炭制备本实验采用高温热解技术制备生物炭。
首先，收集大量秸秆，并将其割碎成小块。
随后，将秸秆置于封闭的高温热解炉中，采用纯氧气为氧化剂，热解温度为800°C，保持2小时。
热解完成后，将生物炭取出，并进行表面清洗和干燥处理。
铅、镉离子吸附实验该实验采用静态吸附法进行，以研究生物炭对铅、镉离子的吸附特性。
首先，准备10 g生物炭样品，将其置于含有1000 mg/L的铅、镉离子的试剂中，静态孵育12小时。
孵育结束后，取出生物炭样品，并用去离子水清洗5次，去除表面离子，再予以干燥。
根据吸附前后溶液铅、镉离子浓度的变化计算出生物炭样品的吸附量。
结果与分析铅、镉离子吸附率如图1所示，对500 mg/L铅离子的吸附率分别为35.28%、50.52%、72.23%、81.41%、85.08%，平均值为64.10%。
对500 mg/L镉离子的吸附率分别为26.82%、43.89%、63.47%、78.98%、85.56%，平均值为59.14%。
从吸附率的结果可以看出，随着生物炭用量的增加，生物炭对铅、镉离子的吸附率逐渐提高。
这是由于生物炭表面的活性位点数量增加，吸附能力增强所致。
《水稻秸秆生物炭对镉的吸附性能研究》
《水稻秸秆生物炭对镉的吸附性能研究》一、引言随着工业化和城市化的快速发展，重金属污染问题日益严重，尤其是镉（Cd）污染，已成为环境科学领域关注的焦点。
镉是一种有毒的重金属，其进入人体后不易被排除，能引起肾脏和骨骼等多系统的损伤。
目前，各种修复技术中，吸附法因其操作简便、成本低廉等优点备受关注。
水稻秸秆作为一种农业废弃物，具有来源广泛、成本低廉等优点，经过炭化处理后的生物炭具有良好的吸附性能。
因此，研究水稻秸秆生物炭对镉的吸附性能，对于解决镉污染问题具有重要的现实意义。
二、材料与方法1. 材料（1）水稻秸秆：采集自本地农田，经过清洗、晾干、破碎等预处理。
（2）镉溶液：采用CdCl2·2.5H2O配制不同浓度的镉溶液。
（3）生物炭：将预处理后的水稻秸秆进行炭化处理，制备生物炭。
2. 方法（1）生物炭的制备：将水稻秸秆在管式炉中，以一定温度和时间进行炭化处理，制备生物炭。
（2）吸附实验：在一定温度下，将生物炭与镉溶液混合，充分搅拌后静置，测定上清液中镉的浓度，计算生物炭对镉的吸附量。
（3）数据分析：采用Excel和SPSS软件进行数据整理和分析。
三、结果与分析1. 生物炭的表征通过扫描电子显微镜（SEM）观察生物炭的形貌，发现生物炭表面具有丰富的孔隙结构，有利于吸附重金属离子。
通过X射线衍射（XRD）分析，发现生物炭中含有大量的无定形碳和石墨化碳。
2. 吸附性能研究（1）吸附等温线在不同温度下，测定生物炭对镉的吸附等温线。
结果表明，随着镉浓度的增加，生物炭对镉的吸附量也逐渐增加。
在相同浓度下，温度越高，生物炭对镉的吸附量也越大。
这表明生物炭对镉的吸附过程是吸热反应。
（2）吸附动力学研究在不同时间点测定生物炭对镉的吸附量，绘制吸附动力学曲线。
结果表明，生物炭对镉的吸附过程符合准二级动力学模型，表明化学吸附是速率控制步骤。
（3）影响因素研究pH值、离子强度和共存离子等因素对生物炭吸附镉的影响进行了研究。
ICPOES研究活性炭无纺布对镉的吸附
中国地质科学院水文地质环境地质研究所， 河 北 石 家 庄 050061
摘 要 重 金 属 污 染 是 一 个 相 当 严 重 的 环 境 问 题 。镉 具 有 很 强 的 生 物 毒 性 和 不 可 降 解 性 ，对 生 态 环 境 和 人 体 健 康 有 极 大 威 胁 ，被 列 为 优 先 控 制 污 染 物 。环 境 中 镉 的 主 要 污 染 源 是 电 镀 、采 矿 和 化 学 工 业 等 部 门 的 废 水 ，如 何 简 单 高 效 去 除 水 中 的 镉 ，有 重 要 的 社 会 意 义 和 经 济 意 义 。目 前 ，水 中 重 金 属 的 去 除 方 法 有 化 学 沉 淀 、膜 分 离 、离 子 交 换 、吸 附 、电 解 等 ，其 中 吸 附 法 因 简 单 高 效 而 广 泛 应 用 。活 性 炭 纤 维 是 一 种 新 型 活 性 炭 ， 孔 径 小 且 均 勻 ，表 面 官 能 团 发 达 ，吸 附 性 能 好 ，逐 步 应 用 于 水 处 理 领 域 。以 电 感 耦 合 等 离 子 体 光 谱 为 检 测 手 段 ，佐 以 比 表 面 积 分 析 ，X 射 线 衍 射 ，元 素 分 析 和 傅 里 叶 变 换 红 外 光 谱 ，研 究 比 较 了 三 种 活 性 炭 纤 维 （纤维 炭 网 、活 性 炭 无 纺 布 、活 性 炭 纤 维 毡 ）的 结 构 特 点 及 其 对 水 中 镉 的 吸 附 性 能 。三 种 活 性 炭 纤 维 结 构 基 本 类 似 ， 具 有 较 发 达 的 孔 隙 结 构 。活 性 炭 无 纺 布 极 性 较 强 ，表 面 有 丰 富 的 羟 基 、羧 基 、醛 基 等 含 氧 官 能 团 ，对水中镉 的 吸 附 作 用 最 大 。因 此 ，选 择 活 性 炭 无 纺 布 为 吸 附 剂 进 行 后 续 实 验 。研 究 了 活 性 炭 无 纺 布 吸 附 镉 的 影 响 因 素 ，如 溶 液 p H ，吸 附 时 间 等 。溶 液 p H 影 响 吸 附 剂 表 面 电 荷 及 水 中 镉 的 存 在 状 态 。水 中 镉 的 去 除 效 率 随 溶 液 初 始 p H 的 增 大 而 增 大 ，在 较 低 p H 时 ，吸 附 剂 与 C d 2 + 间 存 在 静 电 斥 力 ，同 时 H + 和 C d 2+存 在 竞 争 吸 附 ， p H # 9 时 ，镉 的 去 除 是 吸 附 与 沉 淀 协 同 作 用 的 结 果 ，选 择 p H 为 6 〜 7 。在 吸 附 的 初 始 阶 段 ，活 性 炭 无 纺 布 对 C d2 + 的 吸 附 量 迅 速 增 加 ，1 0 m i n 时 ，吸 附 率 达 到 7 2 % 。随 着 吸 附 位 点 逐 渐 被 C d2+所 填 充 ，吸 附 速 率 逐 渐 变 慢 ，300 m i n 时 ，吸 附 容 量 基 本 无 变 化 ，吸 附 趋 于 平 衡 。优 化 了 镉 的 吸 附 条 件 后 ，进 行 等 温 吸 附 实 验 和 动 力 学 实 验 。结 果 表 明 ，2 5 h 时 ，吸 附 时 间 为 300 m in ，p H 6 . 0 条 件 下 ，当 镉 的 平 衡 浓 度 在 20.00 m g •M 1 时 ，活 性 炭 无 纺 布 对 镉 的 单 位 质 量 吸 附 量 和 单 位 比 表 面 积 吸 附 量 分 别 是 3.04 m g •g 1 和 0.035 m g •m 2 。用 L a n g m u ir 方 程 （尺2= 0. 9 9 7 ，_K L = 1. 796 M •m g 1)和 F re u n d ic h 方 程 （尺2= 0. 8 9 5 ，K F = 0. 9 1 8 L •m g 1 ，n = 2. 12)拟 合 活 性 炭 无 纺 布 对 镉 的 等 温 吸 附 数 据 ，U r n g m u ir 方 程 计 算 的 理 论 吸 附 量 为 3.07 m g 2 g 、 与实验 值 相 当 ，并 且 线 性 系 数 更 高 ，说 明 该 体 系 的 吸 附 符 合 L a n g m u ir 方 程 ，主 要 为 单 分 子 层 吸 附 。L a n g m u ir 分离 因 子 介 于 0 和 1 之 间 ，表 明 活 性 炭 无 纺 布 对 镉 的 吸 附 容 易 进 行 。用 准 一 级 动 力 学 方 程 、准 二 级 动 力 学 方 程 、 颗 粒 内 扩 散 方 程 和 E lo v ic h 方 程 四 种 动 力 学 模 型 拟 合 吸 附 过 程 。在 吸 附 的 前 5 m in ，镉 在 活 性 炭 无 纺 布 上 的 吸 附 符 合 颗 粒 内 扩 散 方 程 ( 记 = 0 . 9)5)，吸 附 主 要 受 颗 粒 内 扩 散 控 制 。在 吸 附 的 5 〜 3 0 0 m in ，颗 粒 内 扩 散 方 程 拟 合 较 差 。整 个 吸 附 过 程 符 合 准 二 级 动 力 学 方 程 (尺 2 =0. 999, ^ = 0 . 367 g •m g 1 •m in ^ ，E lo v ic h 方程 (尺2= 0. 9 8 1 ，《= 0. 271 m g •g 1 ，6 = 0. 083 m g •g 1 •( lg m in ) ^ 和 准 一 级 动 力 学 方 程 （尺2 = 0 . 9 2 7 ，& = 0. 008 8 m in 〇次 之 ，颗 粒 内 扩 散 方 程 ( 记 = 0 . 785)最 差 。活 性 炭 无 纺 布 对 镉 的 吸 附 过 程 是 一 种 化 学 作 用 为 主 的 吸 附 过 程 。对 5.00 m g * L 1含 镉 水 样 ，活 性 炭 无 纺 布 投 放 量 为 10 g * L 1时 ，吸 附 后 水 中 镉 的 浓 度 小 于 0. 10 m g •L 、 符 合 《污 水 综 合 排 放 标 准 》(G B 8978— 1996)。活 性 炭 无 纺 布 可 同 时 吸 附 镉 ，铜 ，铅 ，铬等重 金 属 离 子 ，选 择 性 较 差 。但 在 电 镀 、采 矿 等 实 际 废 水 中 重 金 属 种 类 复 杂 ，适 当 提 高 吸 附 剂 投 放 量 ，可同 时 去 除 多 种 重 金 属 。利 用 活 性 炭 无 纺 布 吸 附 处 理 含 镉 水 样 ，处 理 效 果 好 、操 作 简 单 ，可 以 作 为 去 除 水 中 镉 的 吸 附 剂 ，为 含 镉 废 水 的 处 理 提 供 了 技 术 支 持 和 理 论 基 础 。
粉状活性炭对水中重金属离子的吸附行为研究
粉状活性炭对水中重金属离子的吸附行为研究随着工业化的快速发展和人口的增加，水资源的污染问题变得越来越突出。
其中，重金属离子是水体中最常见的污染物之一，对于水环境以及人体健康都具有严重的危害。
活性炭作为一种常用的吸附材料，具有较高的吸附性能和广泛的应用前景。
本文旨在探讨粉状活性炭对水中重金属离子的吸附行为，并分析其影响因素和吸附机理。
首先，研究粉状活性炭的基本性质对于深入了解其吸附行为至关重要。
活性炭的吸附性能与其比表面积、孔径大小、孔隙结构以及表面化学性质密切相关。
一般来说，粉状活性炭具有较大的比表面积和丰富的孔隙结构，这使得其具有较强的吸附能力。
此外，活性炭的表面化学性质也对吸附行为起着重要的作用。
表面官能团的存在可以通过化学吸附与重金属离子进行反应，从而增加吸附能力。
其次，粉状活性炭对水中重金属离子的吸附行为受到多种因素的影响。
首先是重金属离子的种类和浓度。
不同种类的重金属离子具有不同的电荷、半径和络合能力，因此对活性炭的吸附能力有所差异。
一般而言，重金属离子的吸附能力与其电荷量成反比关系，在一定范围内随着浓度的增加而增加。
此外，水的pH值和温度也会对吸附行为产生影响。
正常情况下，粉状活性炭对中性和酸性环境更具吸附能力，而碱性条件下则显著降低。
温度的提高通常会增加吸附速率，但吸附容量可能会下降。
然后，研究粉状活性炭对水中重金属离子的吸附机理有助于优化吸附过程并提高吸附效率。
目前常用的吸附机理有表面吸附、离子交换和络合等。
表面吸附是指重金属离子与活性炭表面的物理吸附作用。
离子交换是通过活性炭表面的官能团与重金属离子之间的离子交换反应进行的。
络合是指活性炭表面官能团与重金属离子之间形成络合物。
综合吸附机理有助于选择合适的活性炭材料和调控吸附条件，从而提高重金属离子的去除效果。
最后，对粉状活性炭在水处理领域中的应用前景进行展望。
粉状活性炭对水中重金属离子的吸附能力优秀，并且可以通过调控其物理结构和化学性质来进一步提高吸附效率。
《水稻秸秆生物炭对镉的吸附性能研究》
《水稻秸秆生物炭对镉的吸附性能研究》一、引言随着工业化的快速发展，重金属污染问题日益严重，尤其是镉等有毒重金属的污染问题已经成为环境治理的热点问题。
镉是一种具有生物毒性的重金属，能够通过食物链进入人体，对人类健康造成严重危害。
因此，研究有效的重金属吸附材料和吸附技术，对于减少镉等重金属的污染具有重要意义。
近年来，生物炭作为一种新型的吸附材料，因其具有多孔性、高比表面积和良好的化学稳定性等特点，在重金属污染治理方面得到了广泛的应用。
本研究以水稻秸秆生物炭为研究对象，探讨其对镉的吸附性能，以期为镉污染治理提供新的思路和方法。
二、材料与方法1. 材料实验所用的水稻秸秆生物炭由本实验室自行制备。
实验所用的镉溶液由氯化镉配制而成。
2. 方法（1）生物炭的制备：将水稻秸秆进行热解处理，制备生物炭。
（2）吸附实验：在一定的温度、pH值条件下，将不同浓度的镉溶液与生物炭混合，进行吸附实验。
（3）性能分析：采用扫描电镜、X射线衍射、红外光谱等手段对生物炭进行表征；通过测量吸附前后的镉浓度，计算生物炭对镉的吸附量；通过分析不同因素对吸附性能的影响，探讨生物炭吸附镉的机理。
三、结果与分析1. 生物炭的表征通过扫描电镜观察，生物炭具有多孔性结构，表面粗糙，有利于吸附重金属。
X射线衍射和红外光谱分析表明，生物炭中含有丰富的含氧官能团，这些官能团可能与镉离子发生化学反应，从而提高吸附性能。
2. 生物炭对镉的吸附性能实验结果表明，生物炭对镉的吸附量随着镉浓度的增加而增加，达到一定浓度后趋于饱和。
在一定的温度和pH值条件下，生物炭对镉的吸附性能表现出良好的效果。
此外，生物炭的吸附性能还受到其他因素的影响，如吸附时间、离子强度等。
3. 吸附机理分析根据实验结果和文献报道，生物炭吸附镉的机理主要包括物理吸附和化学吸附。
物理吸附主要是通过生物炭的多孔性结构，将镉离子吸附在孔隙中；化学吸附则是通过生物炭表面的含氧官能团与镉离子发生化学反应，形成稳定的化合物。
活性炭对重金属离子镉锰的吸附研究
广 东 化 工
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２０１ ８年 第 ｌ６期 第 ４５卷 总 第 ３７８期
活性炭对 重金属 离子镉锰 的吸 附研 究
宋 小 伟
（条 皎县 叼、境 保护 局 环境 监 测站 ， Ｕ 肃 天 水 ７４Ｉ６００）
【摘 要】研 究了活 性 炭对 水溶 液 中重 金属 离子 镉锰 的吸 附 行为 ，分 析研 究 了活性 炭 吸附 最 佳条件 。结 聚表 明·当活性 炭 投加 量 为 ０．３ ｇ和 ０．４
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《生物炭对链霉素和镉的吸附及其对污染土壤呼吸和酶活性的影响》范文
《生物炭对链霉素和镉的吸附及其对污染土壤呼吸和酶活性的影响》篇一摘要：本文研究了生物炭对链霉素和镉的吸附能力，并探讨了其对污染土壤呼吸和酶活性的影响。
通过实验分析，我们发现生物炭具有显著的吸附性能，能够有效降低土壤中链霉素和镉的含量，同时对土壤的呼吸和酶活性产生积极影响。
一、引言随着工业化的快速发展，土壤污染问题日益严重，尤其是重金属和抗生素类污染物的累积，对生态环境和人类健康构成威胁。
生物炭作为一种新兴的土壤改良材料，具有优良的吸附性能和改善土壤质量的能力。
因此，研究生物炭对链霉素和镉等污染物的吸附特性及其对土壤呼吸和酶活性的影响，对于土壤修复和环境保护具有重要意义。
二、材料与方法1. 材料准备实验所使用的生物炭为某公司生产的生物质炭产品，链霉素和镉溶液由化学试剂配制而成。
污染土壤取自某工业区附近。
2. 实验方法（1）生物炭对链霉素和镉的吸附实验：将生物炭与含有链霉素和镉的溶液混合，在不同时间点取样分析生物炭对两种污染物的吸附量。
（2）对土壤呼吸和酶活性的影响实验：将生物炭与污染土壤混合，定期测定土壤的呼吸速率和酶活性。
三、结果与分析1. 生物炭对链霉素和镉的吸附实验结果显示，生物炭对链霉素和镉均具有显著的吸附能力。
随着时间推移，生物炭对两种污染物的吸附量逐渐增加，达到一定时间后吸附趋于饱和。
这表明生物炭具有良好的吸附性能，能够有效降低土壤中链霉素和镉的含量。
2. 对土壤呼吸的影响实验发现，添加生物炭后，污染土壤的呼吸速率有所增加。
这可能是由于生物炭的加入改善了土壤的通气性和保水性，为土壤微生物提供了更好的生存环境，从而促进了土壤的呼吸作用。
3. 对土壤酶活性的影响生物炭的加入对土壤酶活性产生了积极影响。
实验显示，与对照组相比，处理组土壤中的酶活性有所提高。
这可能是因为生物炭提供了丰富的营养源，促进了土壤微生物的生长和繁殖，从而提高了酶的活性。
酶活性的提高有助于加速土壤中有机物质的分解和转化，进一步改善土壤质量。
改性活性炭对镉的吸附研究
收稿日期:2006-08-24基金项目:国家“八六三”高技术研究发展计划资助项目(2002AA601130)作者简介:黄 鑫(1980—),男,博士生,主要研究方向为给水处理理论与技术,E 2mail :huangxin -china @ ;高乃云(1950—),女,教授,博士生导师,工学博士,主要研究方向为水处理理论与技术,E 2mail :gaonaiyun @ 改性活性炭对镉的吸附研究黄 鑫,高乃云,张巧丽(同济大学污染控制与资源化研究国家重点试验室,上海 200092)摘要:研究镉在表面氧化改性的颗粒活性炭上的吸附行为.考察离子强度、p H 值、温度和镉初始浓度对吸附的影响,并进行相应的动力学与热力学计算.结果表明,实验范围内,活性炭对镉的吸附在p H =2～7范围内与p H 值呈正相关,增加离子强度对吸附有一定的阻碍作用;吸附动态曲线符合二级动力学模型;活性炭与镉之间的标准吸附热约为-25.29kJ ・mol -1,整个温度范围内吸附是自发的放热过程.关键词:改性活性炭;热力学;镉;动力学;吸附;内分泌干扰物中图分类号:TU 991 文献标识码:A 文章编号:0253-374X (2008)04-0508-06Research on Cadmium Adsorption by ModifiedG ranular Activated CarbonHUA N G Xi n ,GA O N aiyun ,ZHA N G Qiaoli(State K ey Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse ,Tongji University ,Shanghai 200092,China )Abstract :Cadmium adsorption behaviour of modified granular activated carbon was investigated.Ex 2periments were conducted to study the effect of parameters ,such as ionic strength ,p H ,equilibrium time and initial cadmium concentration.The adsorption capacity of modified granular activated carbon enlarged with an increase in p H ,and reduced with an increase in ionic strength.The adsorption pro 2cess followed pseudo 2second order rate model.Thermodynamic calculation was employed based on ad 2sorption isotherms at different temperatures.The average change of standard adsorption heat ΔH was -25.29kJ ・mol -1.Negative ΔH and ΔG values indicate the adsorption process for cadmium onto the studied activated carbon is exothermic and spontaneous.Key words :modified activated carbon ;thermodynamics ;cadmium ;kinetics ;adsorption ;endocrinedisrupting chemicals 2005年,广东省北江和湖南省湘江相继出现了有关饮用水源遭受镉污染的报道.镉(Cd (Ⅱ))是典型的环境重金属污染物,容易迁移进入人的食物链而危害人类的健康[1].世界自然基金会的《环境中具有生殖和内分泌干扰作用的化学物质清单》将其和铅、汞一起列为仅有的3种金属类内分泌干扰物.美国环保局和日本环境厅也分别将镉列为疑似内分泌干扰物[2].饮用水水源中镉的长期低浓度效应不可忽视.吸附工艺处理效果稳定,价格相对较低,尤其适第36卷第4期2008年4月同济大学学报(自然科学版)JOURNAL OF TON G J I UN IVERSITY (NATURAL SCIENCE )Vol.36No.4 Apr.2008用于大流量低浓度污染物质的去除.目前已有大量文献报道了不同吸附剂对镉的去除[325],但大多采用生物材料与废弃物,其化学稳定性尚待检验,应用中也多以废水处理中金属离子的回收为研究目的.本文将某商品颗粒活性炭表面氧化改性,显著提高了它对水中镉的吸附性能.通过对相关影响因素的考察及吸附热力学和动力学的研究,对该改性颗粒活性炭与镉的作用机理作初步探讨.1 实验部分1.1 活性炭材料的准备实验选用某破碎颗粒活性炭(碘值为1046mg ・g-1,亚甲蓝值为198mg・g-1,强度为93.5%),实验表明该炭对镉基本无吸附作用.颗粒活性炭使用前预处理以去除表面杂质,并通过化学氧化进行表面改性,具体方法参见文献[6]:筛分活性炭60～80目,在三氯甲烷中浸泡4h,120℃下烘箱(101AS-2,上海浦东荣丰科学仪器公司)中烘干.用经水稀释的浓硝酸(体积比1∶1)浸泡并在沸腾温度下加热回流1h,置水漂洗至中性,120℃下干燥8h.马弗炉中300℃加热1h,冷却,密闭封存待用.实验中所用试剂均为化学纯.1.2 实验方法称量0.15g活性炭置于250ml碘量瓶中,向瓶中加入100ml Cd2+浓度为4.5μmol・L-1的去离子水溶液,再加入10ml浓度为1mol・L-1的KNO3作为离子支持(此时离子强度I=0.01mol・L-1).原液p H值约为6.0.分别选取20,25,35,42℃(±0.5℃)4个温度,在恒温摇床(H YG2A,江苏太仓实验设备厂)以160r・min-1的摇速持续振荡3～4d,直至吸附平衡后取出部分溶液,过滤,测定镉浓度,并计算相应吸附量.不加活性炭的空白试验表明碘量瓶对镉的吸附作用可以忽略不计.镉的浓度用等离子发射光谱法进行测定(Optima2100DV,PE公司),测定波长λ为228.8nm,线性范围为5μg・L-1～50mg・L-1.1.3 数据计算吸附动力学曲线分别用一级动力学方程、二级动力学方程和粒子内扩散模型(intraparticle diffu2 sion model)进行拟合[7-8].log(q t-q e)=log q e-k1t/2.303t/q t=1/v0+t/q e,v0=k2q2eq t=k d t1/2式中:q t,q e分别为t时刻与平衡时吸附容量,μmol ・g-1;k1为系数,min-1;t为时间,min;v0为初始吸附速率,μmol・g-1・min-1;k2为系数,g・μmol-1・min-1,k d为系数,μmol・g-1・min-1/2.吸附等温线采用Langmuir和Freundlich等温式,分别为c e/q e=1/(q m b)+c e/q mlg q e=(1/n)lg c e+lg K f式中:c e为平衡时剩余浓度;q m为单分子层饱和吸附量,μmol・L-1;b为系数,L・μmol-1;n为系数;K f 为系数,μmol・g-1.根据Van’t Hoff方程进行吸附热力学计算[7]ΔG=-R T ln Kdln K d=ΔH/(-R T)+ΔS/R式中:ΔG为吸附的标准自由能改变量,kJ・mol-1; R为气体摩尔常数;T为绝对温度,K;K d为吸附热力学平衡常数;ΔH为标准吸附热,kJ・mol-1;ΔS为吸附的标准熵变值,J・mol-1・K-1.2 结果与讨论2.1 pH值对活性炭吸附镉的影响图1中2条虚线分别表示理想溶液中Cd2+和Cd(OH)+这2种物质与总镉的数量比例随p H值的变化[3].随p H值增大,Cd(OH)+比例逐渐增多,溶质的平均电荷密度减小.提高p H值也使得活性炭表面的负电性增大.活性炭与镉之间静电引力的变化主要看这2种变化哪一种占主导.图1中去除率在p H=2～7范围内随p H值增大而增大;在p H=4～6范围内的变化很快,曲线陡峭,p H=4及p H=6对应的去除率分别约为19.8%和80%.表面氧化的作用主要是增加活性炭表面含氧官能团的数量.有研究认为活性炭表面羧基的水解常数p Ka=3～6,增大p H值可促进羧基的水解,提高表面电负性,增大镉与活性炭之间的静电引力,强化活性炭的表面官能团与镉的络合作用.2.2 离子强度对吸附的影响考察离子强度对活性炭吸附镉的影响.KNO3离子强度I分别为0.001,0.010,0.100mol・L-1时(图2),随KNO3浓度的增加,活性炭的吸附作用逐渐减弱.镉初始浓度为4.5μmol・L-1,Freundlich公式拟合25℃3种离子强度下的吸附曲线为905 第4期黄 鑫,等:改性活性炭对镉的吸附研究 log q t =1.1569+1.413log c e ,R 2=0.9964log q t =1.1587+1.652log c e ,R 2=0.9971log q t =1.5751+5.857log c e ,R 2=0.7718图1 pH 对活性炭吸附镉的影响Fig.1 Sorption eff iciency of cadmium on modif iedgranular activ ated carbon at different pH v alu es其中,R 2为回归常数.在I =0.001,0.010mol ・L -12种溶液中,活性炭吸附性能相差不大,且都可以用Freundlich 公式拟合,线性良好.I =0.100mol ・L -1时吸附性能急剧下降.离子强度对于活性炭吸附镉有一定的阻碍作用.Y oussef A M 等人在活性炭吸附镉的试验中添加氯化钠,也得到类似结果[9].图2 离子强度对活性炭吸附镉的影响Fig.2 E ffect of ionic strength on removal of cadmium2.3 时间对吸附的影响在活性炭质量浓度为1.5g ・L -1,c 0=55～60μmol ・L -1,p H =6.0的条件下,4个温度的吸附在1500min (约1d )左右基本可以达到平衡(如图3).前10h 的吸附量占平衡吸附量的比率约为30%.吸附过程较为缓慢.推测在吸附初期,孔内扩散作用控制反应速率.图3 不同温度下活性炭对镉的吸附动力学曲线Fig.3 E ffect of sorption time on removal of cadmiumat different temperatures 图4显示粒子内扩散模型对吸附动态曲线的拟合情况.由图可见,在0～225min 范围内,温度为293K 和298K 的对应曲线呈线性;而308K 和315K 2个温度下对应曲线的线性范围更宽,约为0～600min.随着吸附达到一定时间,粒子内扩散模型不再适用于镉的吸附过程.这可能由于随吸附量的增加,空间位阻作用与炭表面的静电斥力作用增强,使得孔内扩散阻力增加所致.图4 镉在活性炭上吸附的粒子内扩散模型拟合Fig.4 Intraparticle diffusion plots for cadmiumadsorption on modif ied G AC 3种模型的拟合情况见表1.k d 是基于最初的线性范围计算出的值.从相关系数上看,一级反应方程的拟合效果不如二级反应方程.有文献指出,由于一级反应需要估算平衡吸附容量q e 值,对于吸附较慢的过程不能准确计算,常常只适用于吸附的初期[8].二级反应方程可较好地对反应进行拟合,相关系数在0.97以上,计算出的平衡吸附容量与试验所得相吻合.说明活性炭吸附镉的过程主要受化学作用所控制,而不受物质传输步骤控制[7-8].15 同济大学学报(自然科学版)第36卷 表1 动力学模型拟合参数T ab.1 First2order,second2order and intraparticle diffusion rate constantsT/K一级反应方程拟合k1/(10-3min-1)R2二级反应方程拟合q e/(μmol・g-1)v0/(μmol・g-1・min-1)R2内扩散模型拟合k d/(μmol・g-1・min-1/2)R2293 2.460.90618.830.04400.999 1.4210.989 298 1.530.98516.670.02890.999 1.1860.983 308 1.160.91512.790.02120.9740.2370.995 315 1.460.98422.680.04790.9940.4810.999 注:内扩散模型只对线性部分进行拟合. 图3以及表1的计算都显示,温度从273K升高至315K时,平衡吸附容量先降低再升高.在308 K时达到最低值12.79μmol・g-1,315K时达到最高值22.68μmol・g-1.二级动力学方程的v0,一级动力学方程的k1和粒子内扩散模型中的k d都有相似的趋势,即随温度的升高先降低再升高.这反映活性炭吸附镉的多种机理并存.推测在以物理吸附为主导的阶段,提高温度使平衡吸附容量降低.当温度达到308K左右时,静电力与离子交换作用等物理吸附作用减弱,温度进一步提高后化学反应增强并占主导,使得吸附速度与容量都增大.2.4 吸附等温线如图5所示,同一温度下活性炭的吸附容量随初始浓度的提高而提高,到一定程度后达到饱和吸附量.当浓度较低时,4条曲线相隔较近.当浓度大于50μmol・L-1时,在293～315K的温度范围内,活性炭对镉的吸附容量先下降后上升,在308K左右达到谷底,然后上升.该趋势与吸附动力学曲线类似(见图3).将曲线用经典的Langmuir和Freundlich 模型进行拟合,结果见表2.图5 活性炭对镉的吸附等温线Fig.5 C admium adsorption isotherms of modif iedgranular activated carbon表2 Freundlich与Langmuir方程的拟合参数T ab.2 Freundlich equ ation and Langmuir equ ation constantT/KFreundlich方程拟合1/n K f/(μmol・g-1)R2Langmuir方程拟合q m/(μmol・g-1)b/(L・μmol-1)R22930.568 2.3960.93851.020.031860.967 2980.622 1.6470.97542.920.035530.962 3080.506 1.6890.94724.510.054150.998 3150.604 1.4320.94931.060.055460.996 计算结果表明,实验温度范围内1/n的值介于0.1～1.0之间,说明该条件下吸附比较容易进行[10].Langmuir方程拟合效果好于Freundlich方程,计算出的平衡吸附容量与实际情况相近.但从表2可见b值的变化是随温度升高而升高,没有体现出随温度升高先降后升的复杂变化.同样K f与n 也不能很好地反映整个吸附过程.由于Langmuir与Freundlich方程是由理想的气态吸附推导而得到,与实际水溶液中的吸附不尽相同.水合镉离子在水溶液中存在不同形式,不同形式的镉与活性炭表面官能团有不同的作用机理.可能由于离子交换、静电引力与表面反应等作用力共存,各种力在温度变化时此消彼长,显现出复杂的表征,同时活性炭表面吸附位不均一,因而很难用简单的宏观吸附模型来描述整个吸附情况.2.5 吸附热力学吸附热力学的研究有助理解吸附本质.用Van’t Hoff方程的关键是平衡吸附常数K d的确定,文献115 第4期黄 鑫,等:改性活性炭对镉的吸附研究 中有多种计算方法.本文根据文献[7,9210],分别用Langmuir与Freundlich方程拟合参数计算K d,同时依据吸附等温线令K d=q e/c e,3种计算方法的结果列于表3.对应的Van’t Hoff方程拟合情况见图6,对应的ln K d-1/T图的线性相关系数分别为R2 =0.935,K d=K n f;R2=0.806,K d=1/n;R2= 0.968,K d=q e/c e.如前所述吸附趋势随温度上升呈现先降后升的现象.但由于数据较少,故未将308 K,315K对应的等温线单独计算,而是统一计算整个293～315K范围内的吸附过程.虽然线性关系不是很好,但可在一定程度上提供信息作参考.比较表3数据,3种方法计算结果较为一致之处是:标准吸附热ΔH比较接近,为(-25.29±3.34)kJ・mol-1;标准吸附熵变ΔS都为负值.ΔH为负值,说明整个温度范围内吸附过程放热.吸附质从溶液中聚集到固体表面是无序到有序的熵减过程,但同时也会将固体表面的水分子释放到溶液中去,该过程是熵增的.系统熵的变化是这2种情况的加和.活性炭表面基团与镉间有多种力存在,离子交换作用只占小部分.这可能是吸附的熵减作用占主导的主要原因. Von Open B等人测定了各种作用力引起的吸附热的范围为:范德华力4～10kJ・mol-1,疏水键力约为5kJ・mol-1,氢键力2～40kJ・mol-1,配位基交换约为40kJ・mol-1,偶极间作用力2～29kJ・mol-1,化学键力大于60kJ・mol-1[11].实验中吸附热的计算值为25.29kJ・mol-1,可以判断改性活性炭与溶液中镉的作用是氢键力和偶极作用力占主导.图4中吸附易受离子强度影响说明作用力为非强键力(配位基交换与化合键力),也侧面支持了上述观点.此外,根据Freundlich和Langmuir方程参数计算得到的ΔG在所有温度范围内均为负值,说明活性炭吸附镉是自发的过程,与实际情况一致.按照K d=q e/ c e计算得到的ΔG与前二者相差较大,并且Van’t Hoff方程线性拟合系数只有0.806左右.说明用该方法并不能很好地反映本实验中的吸附过程.表3 活性炭吸附镉的热力学函数T ab.3 Thermodynamic parameters of the cadmium adsorption on modif iedgranular activated carbon at different tem peraturesK d计算方法T/K K dΔG/(kJ・mol-1)ΔS/(J・mol-1・K-1)ΔH/(kJ・mol-1)K d=K n[10]f 293 4.66-3.54298 3.01-3.14308 2.82-2.33315 1.81-1.77-80.71-27.19K d=1/b[9]29331.39-8.3929828.15-8.1730818.47-7.7331518.03-7.41-44.52-21.44K d=q e/c e[7]2930.142 4.862980.119 5.413080.059 6.513150.0757.21-109.6-27.25图6 V an’t H off方程拟合活性炭对镉的吸附Fig.6 V an’t H off plot for the cadmium adsorptionon activated carbon3 结论(1)表面氧化改性活性炭除镉效果良好.增大p H值可显著提高去除率,离子强度对吸附过程有一定的阻碍作用.(2)二级动力学方程可很好地描述吸附动态曲线.孔内扩散模型与一级动力学方程均只适用于吸附初期.(3)热力学计算表明标准吸附热约为-25.29kJ・mol-1,整个温度范围内吸附是自发的放热过程.活性炭吸附镉存在多种机理,既有离子交换、表面络215 同济大学学报(自然科学版)第36卷 合等物理吸附,又有化学反应.随温度变化各种力的大小也发生变化.参考文献:[1] 夏汉平.土壤2植物系统中的镉研究进展[J].应用与环境生物学报,1997,3(3):289. 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活性炭纤维处理含镉废水的研究
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维普资讯
活性 炭 纤维 处理 含镉 废 水 的研 究 吴艳 林
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《生物炭对链霉素和镉的吸附及其对污染土壤呼吸和酶活性的影响》范文
《生物炭对链霉素和镉的吸附及其对污染土壤呼吸和酶活性的影响》篇一一、引言随着工业化的快速发展，土壤污染问题日益突出，尤其是由抗生素和重金属引起的污染已成为环境保护领域的重点问题。
生物炭作为一种环保且有效的吸附材料，被广泛运用于处理各种污染物。
本篇论文将重点探讨生物炭对链霉素和镉的吸附效果，以及其对污染土壤呼吸和酶活性的影响。
二、生物炭及其对链霉素和镉的吸附作用生物炭是利用农作物废弃物（如稻秆、棉花秆等）热解制得的，其内部的多孔结构和表面积大的特性使其成为一种优秀的吸附材料。
在处理链霉素和镉等污染物时，生物炭能够通过物理吸附、离子交换和表面络合等方式，有效去除这些污染物。
链霉素是一种常见的抗生素，长期存在于环境中会对微生物生态系统和生态系统产生负面影响。
生物炭对链霉素的吸附作用可以有效地降低其在环境中的浓度，减少其对环境的负面影响。
而镉是一种重金属元素，由于其毒性大、难以降解的特性，镉污染也备受关注。
生物炭的高表面积和活性基团对镉具有较好的吸附作用，能有效去除水体和土壤中的镉。
三、生物炭对污染土壤呼吸和酶活性的影响1. 对土壤呼吸的影响：土壤呼吸是土壤碳循环的重要过程之一，是土壤有机质分解的反映。
研究显示，施用生物炭能显著提高土壤的透气性，改善土壤结构，从而增强土壤的呼吸作用。
2. 对酶活性的影响：酶是生物体内的重要物质，对土壤中的有机质分解和营养元素的循环具有重要作用。
生物炭的施用可以改变土壤的pH值和微生物群落结构，从而影响酶的活性。
研究显示，适量的生物炭施用可以增加某些与有机质分解相关的酶活性，促进土壤中有机质的分解和营养元素的循环。
四、结论本研究表明，生物炭对链霉素和镉的吸附作用显著，能有效去除这两种污染物。
同时，生物炭的施用对污染土壤的呼吸和酶活性也有积极的影响。
通过改善土壤结构、增强土壤透气性和调节土壤pH值等途径，生物炭能促进土壤中有机质的分解和营养元素的循环，有利于改善土壤环境质量。
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。
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ｆ 鲁 东大学 化学 与材 料科 学学 院 ，山东 烟 台 ２ ６ ４ ０ ２ ５ ）
摘
要 ：通过活性炭纤维对镉离子 的吸附实验 ，研究 了活性炭纤维对镉离子的吸附性能 ，探讨 了在静态条
件下 ，活性 炭纤维的质量 ，溶液的初始浓度 ，吸附时间 ，体系的 ｐ Ｈ值对 活性 炭纤 维吸附性 能的影 响。实验发 现活性 炭纤维对镉 离子有较强的吸附性能 ，吸附率最高达 ８ ５ ％。在所选择 的条件范 围内，活性炭纤维最佳质量 为０ ． ２ ｇ ，溶液 的最佳初始浓度 为 ２ ０ ０ ｍｇ ／ Ｌ ，最佳 吸附时问为 ９ ０ ｍ ｉ ｎ 。
关 键 词 ：活 性 炭 纤 维 ；镉 离 子 ；吸 附
文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ １ — ０ ４ ６ ０（ ２ ０ １ ３ ）１ ０ — １ ３ ８ ３ — ０ ２ 中 图 ｎ Ａｄｓ ｏ ｒ ｐｔ ｉ ｏ ｎ Ｐｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎｃ ｅ ｏ ｆ Ａｃ ｔ ｉ ｖａ ｔ ｅ ｄ Ｃａ ｒ ｂｏ ｎ Ｆｉ ｂｅ ｒ ｓ ｆ ｏ ｒ Ｃａ ｄｍ ｉ ｕ ｍ Ｉ ｏ ｎｓ
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镉 作为 原料 或催 化剂 用 于生 产 电池 、塑 料 、颜
ｍ Ｌ， 加 水 定容 到 １ ０ ０ ｍＬ ， 混 匀 ，再分别 加入 ０ ． ０ ５ ％ 的达 旦 黄 ２ ｍＬ ，吐温 ８ ０（ １： ８ ０）２ ｍ Ｌ ，０ ． ０ １ ％的
料 和试 剂 ，还 可作 为生 产不 锈钢 、合 金 、电视机荧
第 ２ ０ １ ４ ３年 ２卷 第 １ ０月 １ ０期
当
代
化
工
Ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｍｐ ｏ ｒ ａ ｒ ｙ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
Ｖ ｏ １ ． ４ ２ ．Ｎ Ｏ ． １ ０ Ｏ ｃ ｔ ｏ ｂ ｅ ｒ ，２ ０ １ ３
活 性炭 纤 维 对镉 离 子 吸 附性 能 的研 究
ａ ｄ ｓ ｏ ｐｔ ｒ ｉ ｏ ｎ ｒ ａ ｔ ｅ ｃ ａ ｒ ｌ ｒ ｅ ａ ｃ ｈ ８ ５％ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ａｃ ｔ ｉ ｖ ａ ｔ ｅ ｄ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ｉ ｆ ｂ ｅ ｒ ； Ｃａ ｄ ｍｉ ｕ ｍ ｉ ｏ ｎ ； Ａｄ ｓ ｏ ｒ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ
光屏等的原料 ，另外镉还是原子核反应堆中控制棒 的材料 之一… 。镉 的广 泛应用 ，使 重金属镉 进入 到生
态环境 中 ，含 镉废 水 污染 环境 ，危 害植 物 ，动物 和
人类 。废水 中镉 的去除有膜 分离 法 ，离子 交换法 ， 化 学沉 淀 法 和吸 附法 等 。活 性炭 纤维 具有 较大 的