活性炭對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。

在此項工作中。木之林活性炭廠家研究了自制的焦油活性炭對重金屬銅鉛鎘離子的吸附去除能力，測定了不同條件對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。現(xiàn)將實驗結(jié)果分析如下：

一、pH對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，金屬離子存在的pH范圍為1~7，因此本實驗選擇在pH值3.0~6.5。

二、溫度對活性炭吸附鉛鎘離子的影響  活性炭對重金屬的吸附作用實際為吸附和脫附兩個過程的競爭，-般吸附是放熱過程，低溫有利；而脫附是吸熱過程，高溫有利。本次模擬實驗中固定其他條件（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20℃~70℃的吸附過程進(jìn)行了考察，可以看出低溫時溫度對吸附容量影響不大，而且對重金屬的吸附可達(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動，而本實驗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，液相吸附熱雖然較小，但是由于分子熱運動的加劇，導(dǎo)致對吸附平衡的破壞，吸附容量有所減小，表現(xiàn)為物理吸附性能的特性。因此本實驗過程選擇溫度為室溫25℃。從實驗數(shù)據(jù)來看，重金屬離子的吸附量波動變化不是很大，這說明自制活性炭適用于實際環(huán)境水樣中重金屬廢水的處理。

三、活性炭用量對活性炭吸附鉛鎘離子的影響  對于相同的溶液，隨著活性炭用量的增加，被吸附離子的相對濃度是降低的，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，活性炭的用量對吸附有一定的影響，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，因為當(dāng)原水中濃度一定時吸附劑量增加，可供吸附的活性位點增多，吸附劑上吸附的吸附質(zhì)絕對量增加，則達(dá)到吸附平衡時，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。