活性炭對(duì)重金屬離子吸附的結(jié)論

在眾多環(huán)境污染中，重金屬由于自身不能被自然降解，進(jìn)而易通過食物鏈進(jìn)入人體，嚴(yán)重危害人類健康，因此在水體中的污染越來越引起人們的注意。鉛、鎘、銅及其化合物因廣泛應(yīng)用于采礦、冶煉、電子、電鍍石油、肥料制造等行業(yè)，已成為污水中的重要污染源而備受人們的關(guān)注，在環(huán)保、衛(wèi)生、食品等部門世界各國均有嚴(yán)格的法規(guī)限制其允許量。

活性炭作為一種非極性吸附劑，來源豐富，是目前廢水處理中應(yīng)用最廣的吸附劑之一。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，同時(shí)還可以活化再生。吸附法處理廢水的經(jīng)濟(jì)應(yīng)用主要取決于活性炭制備材料的費(fèi)用，因此低能耗的材質(zhì)選擇用于制備活性炭成為目前研究的熱點(diǎn)。

在此項(xiàng)工作中。木之林活性炭廠家研究了自制的焦油活性炭對(duì)重金屬銅鉛鎘離子的吸附去除能力，測(cè)定了不同條件對(duì)活性炭吸附溶液中鉛鎘銅離子的影響，為處理微量重金屬廢水作出有意義的探索�，F(xiàn)將實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析如下：

一、pH對(duì)活性炭吸附鉛鎘離子的影響  活性炭表面各類含氧基團(tuán)、官能團(tuán)，主要以-CHO,-OH,-COOH,-C=O四種形式存在，它們通常是活性炭吸附的活性中心。pH值作為重要的介質(zhì)因素，不僅僅影響吸附點(diǎn)解離，而且影響重金屬離子的溶液化學(xué)水解，氧化還原反應(yīng)和沉淀。了解到一般工業(yè)廢水中重金屬離子的平均濃度為60mg/L，而當(dāng)重金屬離子初始濃度為60ppm時(shí)，金屬離子存在的pH范圍為1~7，因此本實(shí)驗(yàn)選擇在pH值3.0~6.5。

二、溫度對(duì)活性炭吸附鉛鎘離子的影響  活性炭對(duì)重金屬的吸附作用實(shí)際為吸附和脫附兩個(gè)過程的競(jìng)爭(zhēng)，-般吸附是放熱過程，低溫有利；而脫附是吸熱過程，高溫有利。本次模擬實(shí)驗(yàn)中固定其他條件（鉛鎘銅溶液100mL，pH4.8，初始濃度60 mg/L，活性炭用0.3000g，恒溫振蕩2hrs），對(duì)20℃~70℃的吸附過程進(jìn)行了考察，可以看出低溫時(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)很好的效果。因此從微觀的角度，溫度主要是影響分子的布朗運(yùn)動(dòng)，而本實(shí)驗(yàn)所用的活性炭是中孔徑的，能夠很有效地吸附溶液中的金屬離子，所以金屬離子能夠很好地進(jìn)入活性炭的孔隙達(dá)到吸附平衡。而當(dāng)溶液溫度較高（高于50℃）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。因此本實(shí)驗(yàn)過程選擇溫度為室溫25℃。從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來看，重金屬離子的吸附量波動(dòng)變化不是很大，這說明自制活性炭適用于實(shí)際環(huán)境水樣中重金屬廢水的處理。

三、活性炭用量對(duì)活性炭吸附鉛鎘離子的影響  對(duì)于相同的溶液，隨著活性炭用量的增加，被吸附離子的相對(duì)濃度是降低的，吸附效果是增強(qiáng)的，但它的單位吸附量呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)，活性炭的用量對(duì)吸附有一定的影響，為了探索它的影響，我們恒定其他條件（鉛鎘銅溶液100mL，pH4.8，初始濃度60mg/L，恒定室溫振蕩2hrs），分別稱取0.0500g，0.1000g，0.2000g，0.3000g的活性炭加入其中，對(duì)于一定濃度的鉛鎘銅離子來說，隨著活性炭用量的增加，各種離子的吸附效率也隨之增加，因?yàn)楫?dāng)原水中濃度一定時(shí)吸附劑量增加，可供吸附的活性位點(diǎn)增多，吸附劑上吸附的吸附質(zhì)絕對(duì)量增加，則達(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，單位吸附劑的相對(duì)吸附容量卻隨之下降。因此60mg/L的100ml溶液中，結(jié)合去除效果和吸附容量，活性炭的用量選擇為0.2000g。