表面改性对活性炭吸附重金属性能的影响

第１９卷第１２期化工时刊

ＶｏＩ．１９，Ｎｏ．１２２００５年１２月

ＣｈｅｍｌｃａＩＩｎｄｕｓｔｒｙＴｉｍｅｓ

Ｄｅｃ．１２．２００５

表面改性对活性炭吸附重金属

性能的影响

张建策

毛立新

（湖南理工学院化学化工系，湖南岳阳４１４０００）

摘要

以Ｐ妒＋为例，对活性炭去除水中重金属的性能与机理进行了探讨，并研究了水中ｃａ２＋的存在对活性炭吸附重

金属的影响。实验表明：经硝酸深度氧化的活性炭可显著增加Ｐｂ２＋吸附量，水中的ｃａ２＋、Ｍ矿＋吸附影响不大。

关键词活性炭吸附重金属影响

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Ｉｎｎｕｅｎｃｅ

Ⅱ塞堕壑坌

含３７．０叫Ｌ的硝酸铅溶液（ｐＨ＝２）５０ｍＬ细口

瓶中，加入活性炭０．２００ｇ，置于恒温摇床中，振荡过１．１仪器与试剂

夜，过滤，取滤液用原子吸收法测定Ｐｂ２＋的浓度。ｗＦＸ一１１０型原子吸收分光光度计１．２．３对Ｐｂ２＋的吸附等温线

煤质炭硝酸钙硝酸铅ＥＤＴＡ用蒸馏水配制不同浓度的硝酸铅溶液（ｐＨ＝２），１．２实验方法

在含５０ｍＬ该溶液的细口瓶中加入活性炭（５’和６’）

活性炭的表面改性方法及物理化学参数见参考０．２００

ｇ，置于恒温摇床中振荡过夜，过滤，用原子吸

文献［１｜，改性后的活性炭编号分别为ｌ。。８。，７’、８。收法测定Ｐｂ２＋的浓度，再用硬度为１２０ｍｇ／ｍ３（以Ｃａ．分别经硝酸深度氧化和浓氨水浸泡。

Ｃ０３计）自来水配置不同浓度的硝酸铅溶液（ｐＨ＝２），１．２．１

对Ｃａ２＋的吸附

在含５０ｍＬ该溶液的细口瓶中加入活性炭（５’）

在含有２．００ｍｍｏＬ／Ｌ的硝酸钙溶液５０ｍＬ的细０．２００

ｇ，恒温摇床中振荡过夜，取滤液用原子吸收法

口瓶中，加入活性炭Ｏ．２００ｇ，置于恒温摇床中振荡过测定Ｐｂ２＋浓度。研究实际水中Ｃａ２＋、Ｍｓ２＋等其它离夜，过滤，取滤液４０ＩＩｌＬ，用０．０４ｍ０Ｌ／Ｌ的ＥＤＴＡ溶液子的存在对活性炭吸附Ｐｂ２＋的影响。

滴定，计算平衡时的Ｃａ２＋浓度。１．２．２对Ｐｂ２＋的吸附

目缝墨皇过迨

收稿日期：２００５—０９一０５

作者简介：张建策，（１９６６～），男，副教授

一２８一

万　

方数据

张建策等表面改性对活性炭吸附重金属性能的影响２００５．ｖｏＩ．１９，Ｎｏ．１２

Ｉ囵目圆

２．１

对Ｃａ“的吸附

不论是地面水还是地下水都存在着比重金属含

量大得多的钙、镁离子，由于它们的化学性质与重金属离子有相似的地方，有可能对活性炭吸附重金属产

生影响，因此，有必要对活性炭吸附ｃａ２＋、Ｍ孑＋等离

子的性能进行研究。０．２００ｇ活性炭对于５０ｍＬ初始

浓度为２．００衄ｏＬ／Ｌ的钙离子的吸附量见表ｌ。

表１

活性炭对Ｃａ２＋的吸附量对比

于衡挲譬／咖０Ｉ／Ｌ１．８６１．８３１．８２１．７９１．７７１．９７１．００１．４４

擘附晏

ｏ．０６ｏ．０９ｏ．１０ｏ．１２ｏ．１３ｏ．０２ｏ．５１ｏ．２８

由表可知，除了经浓硝酸深度氧化的７。和浓氨水浸泡的８。活性炭外，其它活性炭对Ｃａ２＋的吸附量很小。

７’的表面酸性基因的浓度为５．２ｍｏｌ／ｇ（其中羧基的浓度为１．５８ＩｍｎｏＬ／ｇ）【引，这一数值已接近７３２型树脂的离子交换容量４．５ｌｎｏｌ／ｇ，由此可见，经浓硝酸改性后的活性炭具备了很强的吸附金属离子的能力。

由于在中性条件下，水中的钙主要以Ｃａ２＋形式存在，活性炭对Ｃａ２＋的吸附主要是通过羧基等表面基团发生了配合作用。活性炭表面羧基含量与Ｃａ２＋的吸附量之间有非常明显的相关关系见图ｌ，这进一步表明了上述配合作用存在的可能性。

羧基含量／日∞１／ｇ

图１羧基含量与钙离子吸附量关系

２．２对Ｐｂ２＋的去除

在不同的ｐＨ值下，Ｐｂ（Ⅱ）存在形式也不同，表２为Ｐｂ（Ⅱ）的不同羟基化合物的稳定常数［３｜。为了防止不同形态对活性炭吸附性能的影响，我们先在酸性

条件下（ｐＨ＝２）研究活性炭对Ｐｂ（Ⅱ）的去赊效果，在此条件下，主要以Ｐｂ２＋形式存在。

活性炭对Ｐｂ２＋的吸附量对比结果见表３

万　

方数据表２

Ｐｂ（Ⅱ）的不同羟基化合物的稳定常数（１９｜｜｝）平衡ｌｇ＾（，＝Ｏ．０５ｍｏｌ／Ｌ）

Ｐｂ２＋＋０Ｈ一＝Ｐｂ（ＯＨ）＋

５．ｃｒ７Ｐｂ２＋＋２０Ｈ一＝Ｐｂ（ＯＨ）２９．８４Ｐｂ２＋＋３０Ｈ一＝Ｐｂ（０Ｈ）３—

５．６４

表３活性炭对Ｐｂ２＋的吸附量对比（初始浓度３７．Ｏｍ∥Ｌ）

编号ｌ’２。３’４ｏ５ｏ

６。７。８。

平字麓多３６．５

３６．ｏ３６．ｏ３５．ｏ３４．５３７．ｏ１８．４２６．５

由表３可知，上述不同活性炭对Ｐｂ２＋的吸附量

与对Ｃａ２＋的吸附规律基本一样，经浓ＨＮ０３深度氧化的７。的吸附量明显高于其他活性炭。

活性炭对Ｐｂ２＋的吸附等温线见图２

４

蔷３

鼍

乏２

曼

ｌ

ｌ

Ｚ

３

４

６

ｌｇ伪／（ｐｇ／Ｌ）

图２活性炭对Ｐｂ２＋的吸附等温线

由图２可知，经硝酸改性的７’活性炭比原活性炭６’的吸附容量要大得多，改性后的７。活性炭在测试浓度范围内未达到吸附饱和，根据表面羧基浓度的

计算，其饱和吸附量可高达１５０叫ｇ，与原活性炭相

比对Ｐｂ２＋的饱和吸附量提高１０５倍。

目笪迨

硝酸氧化显著地增加了活性炭对Ｐｂ２＋的吸附

量，尽管水中的ｃａ２＋、Ｍ孑＋等硬度离子的浓度远高于

Ｐｂ２＋的浓度（４—６个数量 …… 此处隐藏：1422字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……