活性炭吸附重金屬離子的研究【畢業(yè)論文絕對(duì)精品】

1、*大學(xué)畢業(yè)論文題 目：活性炭吸附重金屬離子的研究學(xué) 院：專 業(yè)：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：完成日期：2010年6月7日摘要錯(cuò)誤!未定義書簽。abstract錯(cuò)誤!未定義書簽。第一章前言31.1重金屬廢水概述31.2重金屬廢水的處理方法31.2.1化學(xué)法31.2.2物理法41.2.3生物修復(fù)法51.3活性炭處理重金屬的吸附機(jī)理61.4活性炭處理重金屬的吸附平衡模式71.4.1 freundlich 模式和 langmuir 模式71.4.2表面絡(luò)合模式71.5活性炭吸附重金屬效果的影響因素71.5.1活性炭用量71.5.2 ph 值81.5.3溶液初始濃度81.5.4吸附時(shí)間81.5.5 溫度81.5.

2、6共存離子91.5.7其他因素9第二章實(shí)驗(yàn)部分102.1實(shí)驗(yàn)試劑102.2實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備102.3實(shí)驗(yàn)方法102.3.1溶液的配置102.3.2活性炭的預(yù)處理102.3.3實(shí)驗(yàn)步驟10第三章實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論123.1吸附標(biāo)準(zhǔn)曲線123.2溫度對(duì)吸附效果的影響133.3ph值對(duì)吸附效果的影響143.4吸附時(shí)間對(duì)吸附效果的影響153.5初始濃度對(duì)吸附效果的影響173.6吸附性能及機(jī)理分析183.6.1 langmuir 等溫式183.6.2 freundlich 等溫式19第四章結(jié)論與展望214.1結(jié)論214.2建議214.3展望21參考文獻(xiàn)22致 謝23附錄:文獻(xiàn)翻譯及原文24活性炭吸附重金屬離子

3、的研究摘要：冶煉、電解、醫(yī)藥、油漆、合金、電鍍、紡織印染、造紙、陶瓷與無機(jī)顏料制造等行業(yè)每年 排放大量含有多種重金屬離子的工業(yè)廢水，這些廢水屮的重金屬離子及其化合物能在魚類及其他水 生生物體內(nèi)富集，通過飲水和食物鏈的生物積累、生物濃縮、生物放大等作用，對(duì)人類和周圍的生 態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的危害。因此，探索重金屬離子的處理方法具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本研究選収吸附法為研究方向，并選擇傳統(tǒng)而應(yīng)用廣泛的活性炭作為吸附劑，以展開活性炭吸 附重金屬離子的研究。本研究采用自行配制的cuso4溶液及cdso4溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分別進(jìn)行了活性 炭吸附cu"及cd2+的最適操作溫度及最佳ph值的探究實(shí)驗(yàn)，且在

4、最適溫度及最佳ph值的條件下, 進(jìn)行了多組活性炭對(duì)不同初始濃度的cuso4溶液和cdso4溶液的吸附實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明，活性炭吸附重金屬離子c直及c0的溶液最佳ph值分別為ph二6.8和ph=7.5。在溶液 溫度為室溫時(shí)(25°c), ph值分別為ph=6.8和ph二7.5的條件下，通過活性炭對(duì)多組不同初始濃度的 cuso4溶液和cdso4溶液的不同吸附時(shí)間的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著吸附時(shí)間的增加，活性炭的吸附量逐漸增 大，開始時(shí)溶液屮重金屬離子cr+和cd?+的濃度下降很快，即活性炭吸附容量上升很快，隨著吸附 的進(jìn)行，活性炭吸附容量隨吋間緩慢增加，直至達(dá)到吸附平衡，且其達(dá)到吸附平衡的吋間大致為

5、400mino隨著初始濃度的增加，活性炭對(duì)ci嚴(yán)和cd?+的去除率均逐漸降低。活性炭顆粒處理較低濃 度(v4mg/l)的cusoa溶液和cdso4溶液時(shí)，去除率均可達(dá)90%左右，但處理較高濃®(>8mg/l)的溶液時(shí), 僅40%至60%的去除率。關(guān)鍵詞：吸附；重金屬離子；活性炭adsorption of activated carbon of heavy metal ionsabstract： smelting, electrolysis, medicine, paint, alloy, electroplating, textile and dyeing, papermaki

6、ng, ceramics and inorganic pigments manufacturing industries discharge industrial wastewater contains a variety of heavy metal ions every year. the heavy metal ions and compounds in the industrial wastewater will be gathered in fish and other aquatic organisms, destroy the human health and affect th

7、e ecological environment around serious through the biological accumulation, biological enrichment, and biological effect of the water and food chain.this study selected adsorption method for the direction of research, and choose the activated carbon which is traditional and widely used as adsorbent

8、 to do the heavy metal ions adsorption research. we did the experiments with the c11so4 solution and cdsc)4 solution we confected ourselves. we experimented to find the optimal temperature and ph for the adsorption of activated carbon on cir and cct .on the optimal temperature and ph value， we did t

9、he activated carbon adsorption experiment with a group of different initial concentration of c11so4 solution and cdsc)4 solution.experiment showed that the optimal ph value for the adsorption of activated carbon on 2+2+ocir and cd is ph=6.8 and ph=7.5.25°c,we did the activated carbon adsorption

10、 experiment with a group of different initial concentration of c11so4 solution and cdsc)4 solution on ph=6.8 and ph=7.5 and found that, with the increase of carbon adsorption time, the adsorption quantity increased gradually, the cu2*in the solution decreased rapidly at first, that to say, adsorptio

11、n capacity rose quickly. and then the absorption capacity of the activated carbon increase slowly over time, the cd* in solution decreased slowly, until it reached adsorption equilibrium. the time for adsorption equilibrium was about 400min. with the increase of initial concentration, the efficiency

12、 decreased.activated carbon particles adsorbed the low initial concentration (<4mg/l) c11so4 solution and cdsc>4 solution could achieve higher efficiency, was about 90%, but with low efficiency to adsorb the higher initial concentration(>8mg/l) cuso4 solution and cdso4 solution, only about

13、40% to 60%.key words： adsorption; heavy metal ions; activated carbon第一章前言1.1重金屬廢水概述重金屬系指密度在5g/cn?以上的金屬，如金、銀、銅、鉛、鋅、銀、鉆、鎘、珞和 汞等45種。神、硒是非金屬，但它們的毒性以及某些性質(zhì)和重金屬相似，所以將神、硒 列入重金屬污染物范圍內(nèi)。從環(huán)境污染方面所說的重金屬主要是指生物毒性顯著的汞、 鎘、鉛以及類金屬神等重金屬，還包括具有一定毒性的重金屬如鋅、銅、鉆、鎳、錫、 銳等山。隨著科技的發(fā)展，冶煉、電解、醫(yī)藥、油漆、合金、電鍍、紡織印染、造紙、陶瓷 與無機(jī)顏料制造等行業(yè)每年排放大量含有

14、多種重金屬離子的工業(yè)廢水，這些廢水中的重 金屬離子及其化合物能在魚類及其他水生生物體內(nèi)富集，通過飲水和食物鏈的生物積 累、生物濃縮、生物放大等作用，對(duì)人類和周圍的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的危害。工業(yè)廢 水中的多種重金屬離子對(duì)環(huán)境的危害性突出表現(xiàn)為：重金屬離子在環(huán)境中不能生物降 解，大部分屬致癌、致畸、致突變的劇毒物質(zhì)；水體中的重金屬離子通過食物鏈進(jìn)入人 體，在人體內(nèi)累積，導(dǎo)致各種疾病和機(jī)能紊亂。因此，重金屬成為了最受矚目的一類 環(huán)境污染物。減少重金屬污染危害一直是國內(nèi)外工業(yè)界與環(huán)保部門的重點(diǎn)研究課題，并 且越來越受到工業(yè)界的普遍重視。1.2重金屬廢水的處理方法目前，世界各國重金屬廢水處理方法主要有三類

15、:第一類是廢水中重金屬離子通 過發(fā)生化學(xué)反應(yīng)除去的方法，包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、鐵氧體共沉淀法、化學(xué) 還原法、電化學(xué)還原法和高分子重金屬捕集劑法等。第二類是使廢水中的垂金屬在不改 變其化學(xué)形態(tài)的條件下進(jìn)行吸附、濃縮、分離的方法，包括吸附、溶劑萃取、蒸發(fā)和凝 固法、離子交換和膜分離等。第三類是借助微生物或植物的絮凝、吸收、積累、富集等 作用去除廢水中重金屬的方法，包括生物絮凝、生物化學(xué)法和植物生態(tài)修復(fù)等。1.2.1化學(xué)法包括化學(xué)沉淀法、化學(xué)還原法、電解法和高分子重金屬捕集劑法等。(1)化學(xué)沉淀法化學(xué)沉淀法的原理是通過化學(xué)反應(yīng)使廢水中呈溶解狀態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苡谒?的重金屬化合物，通過過濾

16、和分離使沉淀物從溶液中去除。包括中和沉淀法、硫化物沉 淀法、鐵氧體共沉淀法。中和沉淀法操作簡單，是常用的處理廢水的方法，但是操作過程中需控制好ph值, 尤其當(dāng)廢水中有多種重金屬離子共存時(shí)，需嚴(yán)格控制，且要實(shí)行分段沉淀。若廢水中有 鹵素、氧根、腐殖質(zhì)等有可能與重金屬形成絡(luò)合物的陰離子，需在中和前進(jìn)行預(yù)處理。 當(dāng)廢水中含有較小顆粒時(shí)，需加入絮凝劑輔助沉淀生成。與中和沉淀法相比，硫化物沉淀法的優(yōu)點(diǎn)是重金屈硫化物溶解度比其氫氧化物的溶 解度更低，且處理后的廢水一般不用中和。其缺點(diǎn)是：硫化物沉淀物顆粒小，易形成膠 體，硫化物沉淀劑本身在水中殘留，遇酸生成硫化氫氣體，產(chǎn)生二次污染。鐵氧體共沉淀法的主要原理

17、為使鐵離子和重金屈離子產(chǎn)生氫氧化物沉淀，通入空氣 攪拌并加入氫氧化物不斷反應(yīng)，形成重金屬離子-鐵氧體。該法形成的污泥化學(xué)穩(wěn)定性 較高，易于i古i液分離和脫水。一般用來處理含cr廢水，也特別適用于含重金屈離子的電 鍍混合廢水。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單、投資少、操作簡便、不產(chǎn)生二次污染，缺 點(diǎn)為能耗較高，處理后鹽度高，且處理的重金屬種類有限?？偠灾?，化學(xué)沉淀法因?yàn)槌恋韯┑募尤肴菀自斐啥挝廴?，而且沉淀劑和環(huán)境條 件都會(huì)影響出水質(zhì)量，且對(duì)沉淀物的處理工藝要求很高，再利用價(jià)值不高。電解法電解法是利用金屈的電化學(xué)性質(zhì)，使金屈離子在電解時(shí)能從相對(duì)高濃度的溶液中分 離出來，然后加以利用。電解法的優(yōu)點(diǎn)有去除

18、率高、可回收利用重金屈、無二次污染等, 但其又有能耗大、不能處理較低重金屈離子濃度的廢水的缺點(diǎn)。高分子重金屬捕集劑法重金屈捕集劑能夠結(jié)合重金屈離子，生成穩(wěn)定且難溶于水的金屬螯合物。反應(yīng)的效 率較高，處理重金屈廢水時(shí)污泥沉淀快，含水率低，并具有良好的選擇性，可將部分重 金屈離子與其他離子分離、回收再利用，從而克服了傳統(tǒng)化學(xué)處理法的不足，為后續(xù)的 處理提供了方便，特別對(duì)廢水中重金屈含量低的廢水，處理費(fèi)用相對(duì)較低，但目前并沒 有大規(guī)模的運(yùn)用到生產(chǎn)中。1.2.2物理法物理法即使廢水中的重金屈在不改變其化學(xué)形態(tài)的條件下進(jìn)行吸附、濃縮、分離的 方法，包括吸附、溶劑萃取、蒸發(fā)和凝固法、離子交換和膜分離等。(

19、1)吸附法吸附法是利用吸附劑吸附溶存于廢水中重金屈離子的一種方法。吸附法主要是以物 理吸附和化學(xué)吸附為主。吸附法因其材料便宜易得，成本低，去除效果好而一直受到人 們的青睞。傳統(tǒng)的、應(yīng)用得較多且技術(shù)較成熟的吸附劑為活性炭?；钚蕴渴且环N非極性吸附劑，它具有良好的吸附性能和穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，可以耐強(qiáng) 酸、強(qiáng)堿，能經(jīng)受水浸、高溫、高壓作用，不易破碎。與其他吸附劑相比，活性炭具有 巨大的比表面積和特別發(fā)達(dá)的微孔，通常活性炭的比表面積高達(dá)500-1700m2/g。諸多 研究表明，在重金屈的去除領(lǐng)域，活性炭吸附法具有技術(shù)簡單、經(jīng)濟(jì)可行、效果良好等 優(yōu)點(diǎn)。但是活性炭再生效率低，使用壽命短，出水水質(zhì)有時(shí)難以滿足回

20、用水要求。近年來，國內(nèi)外逐漸開發(fā)岀有吸附能力的多種吸附材料，一類是以自然資源作為天 然吸附材料，如腐植酸(ha)類物質(zhì)、粘土(斜發(fā)沸石)、殼聚糖類、玉米棒子芯、白楊 木材鋸屑等；另一類是利用微生物作為生物吸附材料。生物吸附劑是一種特殊的離子交 換劑，與常規(guī)離子交換劑不同，起作用的是生物細(xì)胞，主要有菌體、藻類和細(xì)胞提取物 等。生物吸附劑具有其他吸附劑所不具有的的優(yōu)點(diǎn)，例如：原料的來源廣、價(jià)格低、吸 附能力強(qiáng)、易于分離回收重金屬等特點(diǎn)，因此在國外已經(jīng)被較為廣泛應(yīng)用。但此法也存 在一些問題：吸附容量較易受環(huán)境因素影響，另外，生物吸附材料對(duì)重金屈的吸附具有 選擇性，而重金屬廢水中往往含有多種重金屬，應(yīng)

21、用上受到一定限制等卩叫溶液萃取法用溶液萃取法處理重金屈廢水時(shí)，需選擇具有較高選擇性的萃取劑，且要求在萃取 操作時(shí)注意選擇水相酸度。雖然萃取法有較大優(yōu)越性，但溶劑在萃取的過程中的流失和 再生過程中能源消耗大，使得該方法具有一定的局限性，應(yīng)用也因此受到了很大的限制。 離子交換法離子交換處理法是利用離子交換劑分離廢水中有害物質(zhì)的方法，當(dāng)含重金屈的液體 通過交換劑時(shí)，交換劑上的離子同水中的重金展離子進(jìn)行交換，從而達(dá)到去除水中重金 屈離子的目的。目前應(yīng)用的離子交換劑主要有離子交換樹脂、沸石、膨潤土、離子交換 纖維等。膜分離法膜分離技術(shù)是利用一種特殊的半透膜，在外界壓力的作用下、不改變?nèi)芤夯瘜W(xué)形態(tài) 的基礎(chǔ)

22、上，將溶液和溶質(zhì)進(jìn)行分離或濃縮的方法。膜分離用于處理重金屬廢水，由于去 除率高，選擇性強(qiáng)，在常溫下操作無相態(tài)變化，能耗低、污染小，自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn), 已經(jīng)受到了人們的廣泛重視并產(chǎn)生了很高的經(jīng)濟(jì)效益。在實(shí)際應(yīng)用中主要有微濾膜（截 留直徑在50nm左右）、納濾膜（截留直徑在01lnm之間）、超濾膜（截留直徑在150mn 之間）、電生物膜等。近年來，膜技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化的生產(chǎn)，在生產(chǎn)中主要有陶 瓷膜、電生疑基膜等種類，根據(jù)不同處理需要可生產(chǎn)出不同直徑的膜產(chǎn)品，其生產(chǎn)成本 也不盡不同。由于在應(yīng)用中為了膜的再生，需要在處理過程中對(duì)膜進(jìn)行反沖洗以增加膜 的使用壽命，從而使得其生產(chǎn)成本

23、增加。另外，由于本身對(duì)生產(chǎn)工藝耍求很高，所以其 在應(yīng)用推廣中受到了限制。1.2.3生物修復(fù)法生物修復(fù)法指借助微生物或植物的絮凝、吸收、積累、富集等作用去除廢水中重金 屈的方法，其中包括生物絮凝、生物化學(xué)法和植物生態(tài)修復(fù)等。（1）生物絮凝法生物絮凝法是利用微生物或微生物產(chǎn)生的代謝物進(jìn)行絮凝沉淀的一種除污方法川。 微生物絮凝劑是一類由微生物產(chǎn)生并分泌到細(xì)胞外、具有絮凝活性的代謝物，一般由多 糖、蛋白質(zhì)、dna、纖維素、糖蛋白和聚氨基酸等高分子物質(zhì)構(gòu)成，分子中含有多種官 能團(tuán)，能使水中膠體懸浮物相互凝聚沉淀。生物絮凝法具有許多優(yōu)點(diǎn)，例如處理廢水安全、方便且無毒，不產(chǎn)生二次污染，絮 凝效果好等等。但當(dāng)

24、前也存在著生產(chǎn)成本較高、活體絮凝劑保存困難、難以進(jìn)行工業(yè)化 生產(chǎn)等難題，因此大部分生物絮凝劑述處于探索研究階段。植物修復(fù)法植物修復(fù)法是指利用植物通過吸收、沉淀和富集等作用降低被污染土壤或地表水的 重金屈含量，以達(dá)到治理污染、修復(fù)環(huán)境的目的。利用植物處理重金展，主要由三部分 組成：從廢水中吸取、沉淀或富集有毒金屈；降低有毒金展活性，從而減少重金屈 被淋濾到地下或通過空氣載體擴(kuò)散；將土壤中或水中的重金屈萃取出來，富集并輸送 到植物根部可收割部分和植物地上枝條部分，通過收獲或移去已積累和富集了重金屈植 物的枝條，降低土壤或水體中的重金屬濃度。植物修復(fù)法具有實(shí)施較簡便、成本較低和對(duì)環(huán)境擾動(dòng)少的優(yōu)點(diǎn)，不

25、僅可以凈化和美 化環(huán)境，而且在清除土壤中重金屈污染物的同時(shí)，可以從富含重金屈的植物殘?bào)w中回收 貴重金屈，取得直接的經(jīng)濟(jì)效益。但其存在的缺點(diǎn)是治理效率較低，不能治理重污染土 壤，且一種植物只吸收一種或兩種重金屬，難以全面清除土壤中的所有污染物。另外施 加有機(jī)螯合劑雖能增強(qiáng)對(duì)重金屈的富集能力，卻可能會(huì)造成有毒元素地下的滲漏，形成 潛在的污染風(fēng)險(xiǎn)，且增加了運(yùn)行成本?？傊?，植物修復(fù)技術(shù)作為一種新的污染治理替代 技術(shù)，盡管具有極大的潛力和市場前景，但目前主要述停留于實(shí)驗(yàn)室模擬研究階段。綜上所述，考慮本校實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)條件，本研究擬定選取吸附法處理重金屈廢水的 研究為方向，綜合考慮市場應(yīng)用情況及成熟程度，以

26、及采購是否方便等實(shí)際情況，本研 究確定活性炭為本次研究的吸附劑。1.3活性炭處理重金屬的吸附機(jī)理活性炭處理重金屈主要是靠吸附作用，目前認(rèn)為，活性炭對(duì)重金屈離子的吸附機(jī)理 主要是重金屈離子在活性炭表面的離子交換吸附，同時(shí)述有重金屈離子與活性炭表面的 含氧官能團(tuán)之間的化學(xué)反應(yīng)吸附、金屈離子在活性炭表面沉積而發(fā)生的捕集物理吸附 12o但有外國學(xué)者認(rèn)為活性炭對(duì)重金屈的吸附不僅僅是一個(gè)簡單的離子交換過程，活性 炭上各種活性位點(diǎn)對(duì)重金屈的吸附也是一個(gè)重要的原因，同時(shí)金屈陽離子和活性炭表面 的陰離子間的靜電引力也起了一定的作用。還有學(xué)者i認(rèn)為活性炭對(duì)重金屬的吸附行 為，可以用表面絡(luò)合吸附模式描述，活性炭顆粒

27、表面各種含疑基的集團(tuán)與溶液中離子的 各種形式形成表面絡(luò)合而將其吸附。1.4活性炭處理重金屬的吸附平衡模式1.4.1 freundlich 模式和 langmuir 模式活性炭對(duì)重金屈的吸附模式可以用freundlich模式和langmuir模式來模擬，這兩種模 式也是最常見的經(jīng)典經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ健＿@兩種模式主要是依靠大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果而提岀的數(shù)學(xué)模 式，因其形式比較簡單，計(jì)算也較方便，并且能化成某一線性方程進(jìn)行作圖擬合而被廣 泛應(yīng)用。石太宏等對(duì)活性炭吸附zn”的熱力學(xué)及其機(jī)理進(jìn)行了研究，他們發(fā)現(xiàn)在稀溶液中吸 附符合langmuir模式叫 王桂芳等發(fā)現(xiàn)在其實(shí)驗(yàn)條件下活性炭對(duì)cf、ni2 fe3+ 的吸附符合

28、langmuir模式，且freundlich模式也能很好地?cái)M合其實(shí)驗(yàn)結(jié)果。陳芳艷“勺等 研究發(fā)現(xiàn)活性炭纖維對(duì)cu"、ni2+> cd"的吸附符合langmuir模式。同時(shí)freundlich模式 也可以較好地?cái)M合這三種金屈離子在活性炭纖維上的等溫吸附數(shù)據(jù)。張淑琴n51等發(fā)現(xiàn) 鉛鎘銅金屈離子在活性炭上的吸附行為遵循langmuir模式，且在所考察的濃度范圍內(nèi)， 吸附行為又符合freundlich模式。張克榮“】等發(fā)現(xiàn)活性炭對(duì)鐳有很強(qiáng)的吸附作用，吸附 具有一定的選擇性，并且吸附作用符合freundlich模式。freundlich模式和langmuir模式的應(yīng)用十分廣泛，

29、其優(yōu)點(diǎn)是十分顯著的，但它們同時(shí) 也含有一些缺點(diǎn)：這兩種模式的參數(shù)通常是通過實(shí)驗(yàn)在特定的條件下得到的，不具有普 遍適用性，只能在有限的范圍內(nèi)才能運(yùn)用。另外，它們都沒有明確的物理意義，即使在 其適用的范圍內(nèi)，也只能概括地表達(dá)一部分實(shí)驗(yàn)事實(shí)，并不能說明吸附作用的機(jī)理。 1.4.2表面絡(luò)合模式表面絡(luò)合模式是基于溶液中配位化學(xué)反應(yīng)平衡理論把金屈陽離子在活性炭表面上 的吸附看成是活性炭上的言能團(tuán)一疑基與金屈陽離子之間的化學(xué)反應(yīng)，常用溶液中絡(luò)合 反應(yīng)類似的方法處理這一表面過程。已經(jīng)提出的許多表面絡(luò)合模式中具有代表性的主要有恒定容量模式(ccm),擴(kuò)散層 模式(dlm)以及三層模式(tlm)【叫有學(xué)者發(fā)現(xiàn)tl

30、m模式不僅能描述各種情況下h型活 性炭對(duì)重金屈的吸附情況，而且還能描述在多個(gè)金屈離子共存的條件下h型活性炭對(duì)重 金屈的吸附情況，tlm模型能成功地模擬岀當(dāng)溶液中沒有表面沉積作用時(shí)活性炭對(duì)部分 重金屈離子的吸附去除。然而，表面絡(luò)合模式的計(jì)算十分復(fù)雜而繁瑣，并且需要應(yīng)用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行多組分多 相的復(fù)雜計(jì)算，因而也限制了表面絡(luò)合模式的應(yīng)用。1.5活性炭吸附重金屬效果的影響因素主要從單個(gè)金屈離子廢水(溶液)的角度討論對(duì)活性炭吸附的處理效果的影響因素, 包括活性炭用量，ph值，初始濃度，吸附時(shí)間，溫度，共存離子等。1.5.1活性炭用量活性炭的用量對(duì)吸附有一定的影響。對(duì)于相同的溶液，隨著活性炭用量的增加，各

31、 種離子的吸附效率隨之增加，吸附效果也隨之增強(qiáng)，被吸附離子的相對(duì)濃度隨之降低， 但它的單位吸附量呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)。因?yàn)楫?dāng)原水中濃度一定時(shí)，吸附劑量增加，可供吸 附的活性位隨之增多，吸附劑上吸附的吸附質(zhì)絕對(duì)量增加。而達(dá)到吸附平衡時(shí)，吸附質(zhì) 的平衡濃度降低，因而吸附去除率升高，但吸附容量卻隨著吸附劑量增加而降低，其原 因是吸附劑量增加，平衡濃度降低，按照吸附平衡規(guī)律q二kce ,吸附容量也隨之下降。 1.5.2 ph 值ph值對(duì)活性炭與金屈離子之間的親合力有著非常重要的影響，通常情況下，在一定 范圍內(nèi)（臨界ph值以下），隨著溶液中ph值的增加，活性炭對(duì)金屈離子的吸附量也在增加。 當(dāng)溶液的ph值升高后

32、，活性炭表面官能團(tuán)被質(zhì)子化，從而表面電勢(shì)密度降低，金屈陽離 子與活性炭表面的靜電斥力減少，因此吸附量增加。同時(shí)，由于活性炭表面的官能團(tuán)為 弱酸性，當(dāng)溶液ph值升高后，活性炭上負(fù)電勢(shì)點(diǎn)增多，因而吸附量增多。但是，當(dāng)ph 值超過一定限值時(shí)，隨著ph值繼續(xù)增大，溶液中的oh與金屈離子的化學(xué)作用力增大， 導(dǎo)致金屈氫氧化物沉淀的生成，從而導(dǎo)致吸附量的相對(duì)下降。許多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)在 酸性溶液中活性炭對(duì)重金屈的吸附能力增加，但在堿性溶液中其吸附能力相對(duì)較低，酸 性溶液比堿性溶液有利于活性炭對(duì)重金屈的吸附去除。一般而言，不同的金屈陽離子存在不同的最佳ph值或ph值范圍。1.5.3溶液初始濃度根據(jù)edl（雙層靜電

33、）理論，當(dāng)溶液的初始濃度增加，金屬離子的去除率降低?；钚?炭的吸附位點(diǎn)是固定不變的，對(duì)金屬離子的吸附量也是固定的，因此當(dāng)金屈離子的初始 濃度增加后，去除率降低。但是張萃”】等研究發(fā)現(xiàn)，用活性炭處理含碑廢水時(shí)，隨著溶 液中碑的初始濃度的增加，碑的去除率逐漸增加，但初始濃度增加到一定程度后，去除 率反而隨著濃度的增加有所下降。因此，可以斷定，初始濃度對(duì)活性炭的處理效果必定 有影響，但具體影響視不同的重金屈離子而定。1.5.4吸附時(shí)間在活性炭的吸附過程中，振蕩時(shí)間對(duì)吸附效果也有較大的影響。溶液中的吸附質(zhì)占 據(jù)活性中心是一個(gè)漸進(jìn)的過程，即需要一定的時(shí)間來使吸附達(dá)到平衡，這一段時(shí)間即所 謂的吸附平衡時(shí)間

34、。只有達(dá)到了吸附平衡時(shí)間，活性炭才能最大限度的發(fā)揮效能。重金 屈離子在活性炭上的吸附容量均隨吸附時(shí)間的增加而增加，但當(dāng)吸附時(shí)間達(dá)到一定數(shù)值 時(shí)則基本不變。開始時(shí)吸附容量上升很快是因?yàn)榇藭r(shí)重金屈離子在活性炭上的吸附主要 發(fā)生在外表面上，隨著吸附的進(jìn)行，吸附質(zhì)逐漸由大孔經(jīng)過過渡孔深入到微孔中，重金 屈在內(nèi)孔中傳質(zhì)速度逐漸減慢，吸附容量隨時(shí)間緩慢增加，直至達(dá)到吸附平衡。1.5.5溫度活性炭對(duì)重金屈的吸附作用實(shí)際為吸附和脫附兩個(gè)過程的競爭，一般吸附是放熱過 程，低溫有利；而脫附是吸熱過程，高溫有利。張淑琴i等研究發(fā)現(xiàn)，低溫時(shí)溫度對(duì)吸 附容量影響不大，而且對(duì)重金屬的吸附可達(dá)到很好的效果，而當(dāng)溶液溫度較高

35、（高于 50°c）時(shí)，液相吸附熱雖然較小，但是由于分子熱運(yùn)動(dòng)的加劇，導(dǎo)致對(duì)吸附平衡的破壞, 吸附容量有所減小，表現(xiàn)為物理吸附性能的特性。在實(shí)際生產(chǎn)生活中，一般廢水的溫度變化不大，因而溫度對(duì)活性炭吸附含重金屈離 子廢水的影響不大。1.5.6共存離子（1）共存離子為重金屬離子有學(xué)者在對(duì)當(dāng)ph值=3時(shí)，由核桃殼制成的活性炭對(duì)一系列單個(gè)重金屬溶液等溫吸 附的研究中發(fā)現(xiàn)：hg2+ , c產(chǎn)和c0與活性炭吸附位點(diǎn)具有較高的親和性。ni2+, cd2+, ca2+, sr2+ , zn2+, co2+, mn2+, mg?+和對(duì)與活性炭吸附位點(diǎn)的親和性較弱。na*不能 被活性炭吸附。因此，根據(jù)金屈

36、離子與吸附位點(diǎn)的親和性將金屈分為3類：強(qiáng)親和性：hg2+ , c產(chǎn)和cu2+；中等親和性：ni2+, cd2+, ca2+, sr2+ , zn2+, co2+, mn2+, mg?+和k*；弱親和性：na+ o張萃罔等實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在活性炭同時(shí)吸附鋸碑時(shí)，碑的去除率峰值要比單獨(dú)吸附碑的去 除率高，這說明cr（vi）的存在誘發(fā)了活性炭對(duì)碑的吸附。共存離子為有機(jī)物活性炭對(duì)有機(jī)物的吸附去除主要是物理吸附過程，但對(duì)重金屈離子卻是比較復(fù)雜， 除了物理吸附以外，述可能存在化學(xué)吸附。有機(jī)物和金屈離子共存的兩相溶液中，物理 吸附過程和化學(xué)吸附過程同時(shí)發(fā)生，但物理吸附過程更為重要。因此，重金屈離子的存 在不會(huì)影響活

37、性炭對(duì)有機(jī)物的吸附，但有機(jī)物的存在卻能嚴(yán)重影響活性炭對(duì)重金屈的吸 附。1.5.7其他因素除了以上因素，活性炭種類、活性炭顆粒的大小以及溶液離子強(qiáng)度等都會(huì)影響活性 炭對(duì)單個(gè)重金屈離子溶液的吸附效果。另外，活性炭表面是否改性對(duì)活性炭的吸附效果 也有很大的影響，張建策絢等發(fā)現(xiàn)經(jīng)濃硝酸改性后的活性炭具備了很強(qiáng)的吸附金屈離子 的能力，其吸附容量也要大得多，改性后的活性炭與原活性炭相比，對(duì)pb?+的飽和吸附 量提高了一百多倍。第二章實(shí)驗(yàn)部分2.1實(shí)驗(yàn)試劑本實(shí)驗(yàn)采用自行配制的溶液，實(shí)驗(yàn)所需試劑及藥品列丁表21。表21主要實(shí)驗(yàn)試劑及藥品表試劑名稱等級(jí)規(guī)格生產(chǎn)單位活性炭/3cdso4 8h20ar廣東汕頭市西隴

38、化工廠cuso4 5h20ar天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所hno3ar廣東汕頭市西隴化工廠naohar廣東汕頭市西隴化工廠h2so4ar湖南省株洲市化學(xué)工業(yè)研究所2.2實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備本實(shí)驗(yàn)所采用的主要實(shí)驗(yàn)儀器見表22。表22主要實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備表實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備型號(hào)生產(chǎn)單位數(shù)顯恒溫氣浴振蕩器thz-c金壇市鑫鑫實(shí)驗(yàn)儀器廠電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱dhg-9i46a上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司數(shù)顯酸度計(jì)phs-3c杭州雷磁分析儀器廠原子吸收分光光度計(jì)wyx-9003a沈陽分析儀器廠2.3實(shí)驗(yàn)方法2.3.1溶液的配;木實(shí)驗(yàn)主要研究活性炭對(duì)重金屬離子cd和cu的吸附性能情況及影響因素。實(shí)驗(yàn)前 期將待用實(shí)驗(yàn)試劑配制好，備

39、用。稱取藥品3 cdso4 -8h2o0.2292g, cuso4 -5h200.3906g, 加蒸諸水溶解后，移至1000ml容量瓶中定容，備用。2.3.2活性炭的預(yù)處理木實(shí)驗(yàn)采用的吸附劑為活性炭顆粒，在使用前應(yīng)先經(jīng)過預(yù)處理。處理方法：將一定 量的活性炭用鹽酸、蒸憎水洗凈后加蒸憾水煮沸，沸騰20min,然后冷卻至室溫，置于 干燥箱中，在105°c下恒溫干燥24h。2.3.3實(shí)驗(yàn)步驟(1)繪制含銅離子和含輅離子溶液的標(biāo)準(zhǔn)曲線。配制濃度分別為02mg/l、0.4mg/l、0.8mg/l、l.omg/啲含c+溶液共4份，在波長為324.7nm,狹縫為2.0,電壓為292v,電流為4.力a

40、的條件下用原子吸收分光光度計(jì)測定 其吸光值，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。配制濃度分別為0.2mg/l. 0.4mg/k o.8mg/k 1 .omg/1的含cd?+溶液共4份，在波長為 229.1m,狹縫為2.0,電壓為289v,電流為5.52a的條件下用原子吸收分光光度計(jì)測定其 吸光值，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。(2) 分別配制100ml濃度為10mg/l的含+溶液和含cd?+溶液各9份，每份中加入已經(jīng) 過預(yù)處理的活性炭2g(±0.003g),兩種不同金屬離子的溶液試樣分別在l(tc、20°c、25°c、 30°c、35°c、40°c、45°c、5

41、0°c、55°c的溫度下振蕩5h,然后過濾，應(yīng)保證濾液澄清， 以避免影響后續(xù)操作。再用原子吸收分光光度計(jì)測定活性炭對(duì)cu離子和cd離子的吸附 效果。(3) 分別配制100ml濃度為10mg/l的含+溶液和含cd?+溶液各7份，每份中加入已經(jīng) 過預(yù)處理的活性炭2g(±0.003g)o調(diào)節(jié)溶液的ph值，以探尋最佳ph值。調(diào)節(jié)7份cdscu 溶液的ph值分別為2.0、3.4、4.0、5.6、7.3、8.3、10.2, 7份cuso4溶液的ph值分別為2.0、 3.6、4.4、5.4、6.5、8.1、10.3。將調(diào)好ph值的溶液在常溫下(25°c)振蕩5h,然后

42、過濾， 再用原子吸收分光光度計(jì)測定活性炭對(duì)cu離子和cd離子的吸附效果。(4) 根據(jù)前兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選定溫度(常溫25°c)及ph值(c0為6.8),測定吸附時(shí)間和 不同起始濃度對(duì)活性炭吸附效果的影響。配制100m膿度分別為2mg/l, 4mg/l、6 mg/1 > 8mg/l、10mg/l、12mg/l的含cu"溶液各6份，調(diào)節(jié)ph值至6.8(±0.04),每份中加入已經(jīng) 過預(yù)處理的活性炭2g(±0.003g),將恒溫振蕩器調(diào)至實(shí)驗(yàn)溫度，開始振蕩。每種濃度的6 份試樣分別 t*50min> 1 oomin> 200 min> 3

43、00 min 350 min> 400 min取出過濾，濾液用 原子吸收分光光度計(jì)測定。(5) 根據(jù)前兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選定溫度(常溫25°c)及ph值(c0為7.5),測定吸附時(shí)間和 不同起始濃度對(duì)活性炭吸附效果的影響。配制100ml濃度分別為2mg/l, 4mg/l的含cd" 溶液各6份，調(diào)節(jié)ph值至7.5(±0.04),每份中加入己經(jīng)過預(yù)處理的活性炭2g(±0.003g), 將恒溫振蕩器調(diào)至最佳溫度，開始振蕩。每種濃度的6份試樣分別t50min. loomin、200 min、300 min> 350 min. 400 min取岀過濾，濾液

44、用原子吸收分光光度計(jì)測定。再配制 濃度分別為6 mg/1、8 mg/1. 10mg/k 12 mg/1的含cd?*溶液各6份，操作同上。每種濃度 的6份試樣分別 t*50min> 150min> 250 min> 350 min> 400 min> 450 min取出過濾,濾 液用原子吸收分光光度計(jì)測定。第三章實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論3.1吸附標(biāo)準(zhǔn)曲線實(shí)驗(yàn)測得的不同濃度的cuso4標(biāo)準(zhǔn)溶液及cds04標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光值，將吸光值與各 溶液的濃度做曲線，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線，見圖31,圖32。0.0180.0160.0140. 0040. 0020.012 莓 °-01 養(yǎng)

45、0, 008 =0. 00600.20.40.60.81硫酸銅溶液濃度(mg/1)1.2圖31 cuso4標(biāo)準(zhǔn)溶液吸附標(biāo)準(zhǔn)曲線0. 060. 050. 04來 0. 030. 020.01000.20.40.6 0.81.2硫酸鎘洛液濃度(mg/l)(a)0.60.50.4 s 來0.3 密0.20. 1468101214硫酸鎘溶液濃度(mg/1)(b)圖32 cdso4標(biāo)準(zhǔn)溶液吸附標(biāo)準(zhǔn)曲線說明：實(shí)驗(yàn)中因原子吸收分光光度計(jì)儀器中途檢修，在檢修后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，重新配 置的cdso4標(biāo)準(zhǔn)溶液，故cdso4標(biāo)準(zhǔn)溶液有兩條標(biāo)準(zhǔn)曲線。從圖31及圖32中可以看出，兩種溶液的濃度與吸光值呈現(xiàn)岀線性相關(guān)，濃度越

46、大, 吸光值越大。根據(jù)兩圖中的線性方程，已知待測溶液的吸附值，可以算出溶液的相關(guān)濃 度，從而得到活性炭吸附重金屈離子處理的去除率。3.2溫度對(duì)吸附效果的影響本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了最適溫度的探尋。根據(jù)所查資料，以及從實(shí)際生產(chǎn)中的情況來考慮， 選取實(shí)驗(yàn)溫度段為 10°c、20°c、25°c、30°c、35°c、40°c、45°c、50°c、55°c。將實(shí)驗(yàn) 結(jié)果繪制成圖，不同溫度下活性炭吸附cuso4溶液以及cdscu溶液的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別見圖 33及圖34。765432110203040溫度（°c）5060圖3

47、3溫度對(duì)活性炭吸附的影響765432110203040溫度（°c）5060圖34溫度對(duì)活性炭吸附cd?+的影響由圖33和圖34可知，隨著溫度的增加，溶液中重金屬離子的濃度增大，故隨著溫 度的增加，活性炭的吸附作用減弱，吸附量逐漸減少。這是因?yàn)槲揭话闶欠艧徇^程， 而脫附是吸熱過程，低溫有利于吸附，高溫有利于脫附。從圖中可以看到，低溫時(shí)，溶 液中重金屬離了濃度較小，活性炭的吸附容量較大，對(duì)重金屬的吸附可達(dá)到很好的效果。 而隨著溫度的增加，尤其是當(dāng)溶液溫度較高（高于50°c時(shí)），溶液中重金屈離子的濃度增 大，活性炭的吸附作用減弱、吸附容量減小。這是因?yàn)檩^高溫度時(shí)液相吸附熱雖然較

48、小, 但是由于分子熱運(yùn)動(dòng)的加劇，導(dǎo)致對(duì)吸附平衡的破壞，活性炭吸附容量大大減小，即溶 液中重金屈離子的濃度增大，這與有關(guān)學(xué)者的研究結(jié)果是相類似的。由此也可以看出， 活性炭吸附重金屬離子表現(xiàn)為物理吸附性能的特性。為了實(shí)驗(yàn)操作的方便性以及節(jié)約能耗，本研究后續(xù)實(shí)驗(yàn)部分ci嚴(yán)的吸附實(shí)驗(yàn)和cd 的吸附實(shí)驗(yàn)均采用25°c。從圖33和圖34中中可看到，溫度為10°c25°c時(shí)，活性炭的 吸附容量變化均很小，因此采用25°c是可行的。3.3 ph值對(duì)吸附效果的影響從參考資料中我們發(fā)現(xiàn),ph值對(duì)活性炭與金屈離子之間的親合力有著非常重要的影 響，通常情況下，在一定范圍內(nèi)（臨界

49、ph值以下），隨著溶液中ph值的增加，活性炭對(duì)金 屈離子的吸附量也在增加，但是，當(dāng)ph值超過一定限值后，活性炭的吸附量會(huì)下降。因 實(shí)驗(yàn)條件有限，ph值不能調(diào)至精確值，但對(duì)研究ph值對(duì)活性炭吸附的影響已經(jīng)足夠。研究ph值對(duì)活性炭吸附的影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖35和圖36。圖35 ph值對(duì)活性炭吸附+的影響由圖35可知，隨著ph值的增加，cuso4溶液屮重金屬離子濃度減小，即活性炭對(duì) 重金屬離子的吸附作用增大、吸附量增強(qiáng)。這是因?yàn)楫?dāng)溶液的ph值升高后，活性炭表面 官能團(tuán)被質(zhì)子化，從而使表面電勢(shì)密度降低，金屬陽離子與活性炭表面的靜電斥力減少, 因此吸附量增加。同時(shí)，由于活性炭表面的官能團(tuán)為弱酸性，當(dāng)溶液p

50、h值升高后，活性 炭上負(fù)電勢(shì)點(diǎn)增多，因而吸附量增多。但當(dāng)ph值增大到堿性時(shí)，隨著ph值增大，溶液 中重金屬離子濃度增大，即活性炭的吸附作用有所減弱，吸附量有所降低。這是因?yàn)殡S 著ph值繼續(xù)增大，溶液屮的0h與金屬離子的化學(xué)作用力增大，導(dǎo)致金屬氫氧化物沉淀 的生成，從而引起吸附量的相對(duì)下降。這與許多學(xué)者得出的“酸性溶液屮活性炭對(duì)重金 屬的吸附能力增加，但在堿性溶液屮其吸附能力相對(duì)較低，酸性溶液比堿性溶液有利于 活性炭對(duì)重金屬的吸附去除”的結(jié)論是一致的。根據(jù)圖35可以確定，活性炭吸附cusoa溶液的最佳ph值大致為6.8。圖36 ph值對(duì)活性炭吸附cd?+的影響由圖36可知，隨著ph值的增加，cd

51、so4溶液屮重金屬離子濃度緩慢減小，即活性 炭的吸附作用緩慢增大。這是因?yàn)樵趐h值很小的時(shí)候，溶液屮存在大量的h+離子，溶 液中的h+會(huì)跟活性炭表面的含氧活性官能團(tuán)結(jié)合，改變活性炭表面的親和性，占據(jù)活性 炭的有效活性屮心，使重金屬離子沒有充分被吸附，所以吸附量相對(duì)較低。隨著溶液ph 值的逐漸升高，跟活性炭表面官能團(tuán)結(jié)合了的h+會(huì)發(fā)生離解，使得大量的活性中心暴露 在外面，重金屬離子將占據(jù)這些活性屮心而被有效吸附，所以吸附量隨著ph值的增大而 增大。但當(dāng)ph值增大到堿性時(shí)，隨著ph值增大，溶液屮重金屬離子濃度緩慢增大，活 性炭的吸附作用有所減弱，吸附量有所降低。這是因?yàn)槿芤哄膐h與金屬離子的化學(xué)

52、 作用力增大，導(dǎo)致金屬氫氧化物沉淀的生成從而引起吸附量的相對(duì)下降。根據(jù)上圖可以得到活性炭吸附cdso4溶液的最佳ph值大致為7.5。3.4吸附時(shí)間對(duì)吸附效果的影響本實(shí)驗(yàn)為探究吸附時(shí)間及初始濃度對(duì)吸附效果的影響，共進(jìn)行了初始濃度分別為 2mg/l、4mg/l、6mg/l、8 mg/k lomg/k 12mg/l的6so4溶液和cdso4溶液的吸附平行 實(shí)驗(yàn)6組。計(jì)算cuso4溶液+cu2+剩余濃度采用的公式為y二0.0167x + 0.0002,其屮y為吸光值, x為溶液濃度(mg/1)0對(duì)于cdscu溶液而言，其屮前三種濃度為一小組，使用cdscu標(biāo)準(zhǔn) 溶液吸附標(biāo)準(zhǔn)曲線(a)的公式y(tǒng) = 0.

53、056x-0.0028(y> x含義同上)進(jìn)行計(jì)算，后三組使用 cdscu標(biāo)準(zhǔn)溶液吸附標(biāo)準(zhǔn)曲線(b)的公式y(tǒng) = 0.0345x + 0.1039(y、x含義同上)進(jìn)行計(jì)算。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別列于圖37,圖38。(目)a14+ 初始濃度c-2mg/l初始濃度cmmg/1初始濃度c-6mg/l *初始濃度c=8mg/1* 初始濃度c=10mg/l 亠 初始濃度c=12mg/1-k50100150200250300350400450吸附時(shí)間(min)圖37活性炭吸附不同初始濃度的cusoq溶液從圖37可看出，活性炭吸附初始濃度為2mg/l、4 mg/l 6 mg/k 8 mg/l 10 mg/k

54、12 mg/lwcuso4溶液時(shí)，均呈現(xiàn)出前50min時(shí)溶液+cu2+的濃度下降很快、活性炭吸附容 量上升很快的趨勢(shì)，這主要是因?yàn)榇藭r(shí)重金屬離子在活性炭上的吸附主要發(fā)生在外表面 上。隨著吸附的進(jìn)行，吸附質(zhì)逐漸由大孔經(jīng)過過渡孔深入到微孔屮，重金屬在內(nèi)孔屮傳 質(zhì)速度逐漸減慢，吸附容量隨時(shí)間緩慢增加，此時(shí)溶液屮的cd?*的濃度緩慢降低，直至 達(dá)到吸附平衡。達(dá)到平衡的時(shí)間大約為400mino(a)(i、営)翅«諼鋌20 '1111111111050100150200250300350400450500吸附時(shí)間(min)(b)圖38活性炭吸附不同初始濃度的cdsch溶液由圖38可知，活

55、性炭吸附初始濃度為2mg/l、4 mg/k 6 mg/k 8 mg/1、10 mg/k 12 mg/1 的cdscu溶液時(shí)，均呈現(xiàn)出前50min時(shí)吸附容量上升很快，溶液屮c0的濃度下降很快的 趨勢(shì)，這主要是因?yàn)榇藭r(shí)重金屬離子在活性炭上的吸附主要發(fā)生在外表面上。隨著吸附 的進(jìn)行，吸附質(zhì)逐漸由大孔經(jīng)過過渡孔深入到微孔屮，重金屬在內(nèi)孔中傳質(zhì)速度逐漸減 慢，吸附容量隨時(shí)間緩慢增加，此時(shí)溶液屮的cd?+的濃度緩慢降低，直至達(dá)到吸附平衡。 達(dá)到吸附平衡的時(shí)間也是400min左右。3.5初始濃度對(duì)吸附效果的影響將活性炭吸附初始濃度為2mg/l、4 mg/1 > 6 mg/1 8 mg/1、10 mg/

56、1、12 mg/1 的c11so4 溶液和cdscu溶液的最終去除效率計(jì)算出來，并作圖，分別列入圖39和圖310屮。20100()144681012圖39活性炭吸附不同初始濃度c11so4溶液的去除率硫酸銅溶液初始濃度(mg/1)10090807060504030201002468101214硫酸鎘溶液初始濃度(mg/1)圖310活性炭吸附不同初始濃度cds()4溶液的去除率從圖39和圖310可知，當(dāng)投入的活性炭的量為定值時(shí)，隨著初始濃度的增加，活性 炭對(duì)ci嚴(yán)和cd"的去除率均逐漸降低。這是因?yàn)榛钚蕴康奈轿稽c(diǎn)是固定不變的，對(duì)金 屬離了的吸附量也是固定的，因此當(dāng)金屬離了的初始濃度增

57、加后，其去除率降低。由圖39可知，當(dāng)cuso4溶液濃度較低(<4mg/l)時(shí)，活性炭對(duì)其重金屈罔子的去除率 可達(dá)到91%左右，但活性炭處理較高濃度(>8mg/l)0<jcuso4溶液時(shí)，ci?+的去除率僅40% 至 50%。由圖310可知，活性炭顆粒處理較低濃度(<4mg/l)的cdscu溶液時(shí)，去除率可達(dá)90% 左右，但處理較高濃度(>8mg/l)6<jcdso4溶液時(shí)，僅50%至60%的去除率。3.6吸附性能及機(jī)理分析靜態(tài)吸附容量是描述和預(yù)測活性炭的吸附性能的重要指標(biāo)，因此可以根據(jù)活性炭吸 附前后樣品濃度的變化，選用langmuir模型和freundlich模型來進(jìn)一步分析其吸附性能。 在實(shí)驗(yàn)條件下，對(duì)一系列不同濃度的重金屈離子cu2+cd2+進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)，測試在吸附 平衡后相對(duì)應(yīng)的溶液中金屈離子濃度，所得數(shù)據(jù)換算為吸附量，分別繪制吸附等溫線。3.6.1 langmuir 等溫式由對(duì)單一組分的溶質(zhì)，水處理中常見的吸附等溫線有兩種形式，其中一種是langmuir等溫式，其標(biāo)準(zhǔn)形式為:而吸附量qc計(jì)算式如下:式中，虹和kl均為常數(shù)；v為溶液的體積；w為活性炭的質(zhì)量；c。和ce分別為金屬 離子吸附前后的濃度。12本實(shí)驗(yàn)中v =100ml=01, w=2g,貝oqe=0.1/2(c。一