改性活性炭對(duì)水中鉻離子(Ⅵ)的吸附性能
中國(guó)污水處理工程網(wǎng) 時(shí)間:2014-8-17 9:42:42
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摘要:為了研究改性前后活性炭對(duì)水中鉻離子(Ⅵ)的吸附效果,以磷酸活性炭(PAC)為原料,用10%硝酸改性得到硝酸改性活性炭(N-PAC)及直接蒸發(fā)法載鐵改性得到載鐵活性炭(Fe-PAC)。通過(guò)靜態(tài)吸附研究表明,改性后活性炭對(duì)Cr(Ⅵ)的吸附率有較大提高。
在常溫、自然pH條件下,0.2 g活性炭處理50 mL濃度為100 mg/L的含Cr(Ⅵ)溶液,N-PAC和Fe-PAC對(duì)Cr(Ⅵ)的吸附率分別為79.21%和90.59%,都高于原PAC對(duì)Cr(Ⅵ)的吸附率49.58%。pH從2.2升高到11.92,F(xiàn)e-PAC對(duì)Cr(Ⅵ)的吸附率從99.86%降低到14.77%,N-PAC則從99.86%降低到3.23%,PAC從97.05%降低到2.53%。溫度從25℃升高到70℃,3種活性炭對(duì)Cr(Ⅵ)吸附率都有較大提高,都增加到98%以上。且吸附過(guò)程較符合Langmuir等溫吸附模型。
鉻(chromium,Cr)是一種過(guò)渡性金屬元素,在自然界中最常見(jiàn)的化合物是三價(jià)和六價(jià),只有三價(jià)鉻才是人和動(dòng)物所必需的,它在生物體內(nèi)以最穩(wěn)定的形式存在。在環(huán)境中穩(wěn)定存在的兩種價(jià)態(tài)Cr(III)和Cr(VI)有著幾乎相反的性質(zhì),適量的Cr(III)可以降低人體血漿中的血糖濃度,提高人體胰島素活性,促進(jìn)糖和脂肪代謝,提高人體的應(yīng)激反應(yīng)能力等;而 Cr(VI)則是一種強(qiáng)氧化劑,具有強(qiáng)致癌變、致畸變、致突變作用,對(duì)生物傷害較大。
含鉻廢水主要來(lái)源于電鍍行業(yè)。世界各國(guó)普遍把鉻污染列為重點(diǎn)防治對(duì)象,含鉻廢水的去除是當(dāng)今環(huán)境保護(hù)及綜合利用的重要課題。目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)于含鉻廢水的處理方法主要分為物理法、化學(xué)法、離子交換法、電化學(xué)法以及生物法。
近年來(lái)開(kāi)發(fā)出許多價(jià)格低廉、資源豐富的吸附材料;钚蕴恳蚱鋬r(jià)格便宜易于獲得,且吸附效果較為出色,是處理含鉻廢水最為常用的吸附劑,不論是粉末或者顆;钚蕴吭诤t廢水的處理中都表現(xiàn)出較為出色的效果。
本研究以硝酸改性及載鐵改性活性炭為研究對(duì)象,研究其對(duì)水中Cr(VI)的吸附為,重點(diǎn)考察溶液PH、溫度、吸附劑投加量及初始濃度對(duì)活性炭吸附Cr(VI)性能的影響。
1實(shí)驗(yàn)部分
1.1實(shí)驗(yàn)材料及儀器
本實(shí)驗(yàn)選用的活性炭為磷酸法活性炭,由吉安龍凈炭素科技有限公司提供。Cr(VI)溶液由分析純重鉻酸鉀配制。吸光度使用722N上海精科可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定。具體參見(jiàn)http://szhmdq.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
1.2活性炭預(yù)處理及改性
將原料活性炭過(guò)200目篩。用蒸餾水充分清洗至PH穩(wěn)定,置于110°C電熱鼓風(fēng)干燥箱中干燥24h,干燥保存,標(biāo)記為PAC。
硝酸改性:稱取5g預(yù)處理的活性炭加入150mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的硝酸溶液中,在40°C水浴條件下攪拌回流4h。樣品用去離子水反復(fù)洗滌至PH穩(wěn)定。在110°C恒溫干燥24h后放入320°C馬弗爐中灼燒2h得到硝酸改性活性炭,標(biāo)記為N-PAC。
載鐵改性:稱取5g預(yù)處理的活性炭加入100mL濃度為0.2mol/L的硫酸亞鐵溶液中,充分?jǐn)嚢枋怪鶆,加熱至水蒸干。置?40°C電熱鼓風(fēng)干燥箱中加熱48h,用去離子水反復(fù)洗滌至無(wú)明顯顏色,在110°C恒溫干燥24h,標(biāo)記為Fe-PAC。
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