改性沸石去除水中鎳的實(shí)驗(yàn)研究

曲爽

摘 要：鎳對(duì)人體健康有嚴(yán)重危害，為探索含鎳廢水處理方法，采用分光光度法研究了改性沸石的除鎳效果。探討了吸附時(shí)間、吸附溫度、水樣酸度等因素對(duì)廢水中Ni2+去除效果的影響。

關(guān)鍵詞：廢水處理；改性沸石；吸附；鎳

中圖分類號(hào)：TQ085.412 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）21-0175-02

1 概 述

改性沸石是含網(wǎng)架狀結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽礦物，其內(nèi)部多孔，比表面積較大，具有良好的吸附和離子交換性能，因此是一種天然的廉價(jià)吸附劑[1]。吸附法因材料價(jià)廉易得、去除效果好，近年來(lái)的研究主要集中在尋求更為合適的新型廉價(jià)吸附材料[2]。沸石[3]是自然界中廣泛存在的一種硅鋁酸鹽礦，是吸附重金屬離子的吸附能力較好的極性吸附劑。影響沸石吸附能力的主要因素有溫度、污染物濃度、時(shí)間、pH等。

本研究的主要內(nèi)容：

①研究吸附時(shí)間對(duì)改性沸石去除鎳離子效果的影響；

②研究吸附溫度對(duì)改性沸石去除鎳離子效果的影響；

③研究pH值對(duì)改性沸石去除鎳離子效果的影響；

④研究水樣中Ni2+濃度對(duì)改性沸石去除鎳離子效果的影響。

2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

2.1 檢測(cè)方法

2.1.1 工作曲線的繪制

在六個(gè)50 mL容量瓶中，分別加入已稀釋的標(biāo)準(zhǔn)Ni2+溶液（0.1 mg/ml），再分別依次加入1 ml丁二酮肟，2 ml飽和溴水和 5 ml濃氨水，用蒸餾水稀釋至刻度，混勻。用1 cm比色皿在470 nm處以空白樣品作參比液，用分光光度計(jì)測(cè)量其吸光度。

將所得數(shù)據(jù)以濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)作工作曲線，三次平行實(shí)驗(yàn)的測(cè)定結(jié)果，見表1。

取上述三次平行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的平均值。濃度——吸光度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，見表2。

根據(jù)上表繪制出一條標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，如圖1所示。

2.1.2 樣品的測(cè)定

取20 ml已處理好的待測(cè)鎳樣品溶液于50 ml容量瓶中，依次加入1 ml丁二酮肟，2 ml飽和溴水和5 ml濃氨水，用蒸餾水稀釋至刻度、混勻。在上述相同條件下測(cè)定其吸光度。利用工作曲線找出被測(cè)樣品中的濃度。

2.2 研究各影響因素對(duì)鎳去除效果的影響

①取制備的5 mg/L的含鎳廢水于5個(gè)相同的錐形瓶中，在錐形瓶中倒入25 ml含鎳的廢水樣品，再分別加入2.5 g改性沸石，吸附不同時(shí)間后，分別取20 ml上清液置于5個(gè)50 ml容量瓶中，依次加入1 ml丁二酮肟、2 ml飽和溴水和5 ml濃氨水，再用蒸餾水稀釋至標(biāo)線，分別測(cè)量其吸光度，結(jié)果，見表3。

②在錐形瓶中倒入50 ml含鎳的廢水樣品，再分別加入2.5 g改性沸石，在不同溫度的水浴鍋中吸附，吸附后，分別取20ml上清液置于5個(gè)50 ml容量瓶中，依次加入1 ml丁二酮肟、2 ml飽和溴水和5 ml濃氨水，再用蒸餾水稀釋至標(biāo)線，分別測(cè)量其吸光度，結(jié)果見表4。

③在錐形瓶中倒入25 ml含鎳的廢水樣品，再分別加入2.5 g改性沸石，分別調(diào)節(jié)其pH值，吸附后，分別取20 ml上清液置于5個(gè)50 ml容量瓶中，依次加入1 ml丁二酮肟、2 ml飽和溴水和5 ml濃氨水，再用蒸餾水稀釋至標(biāo)線，分別測(cè)量其吸光度，結(jié)果見表5。

2.3 結(jié)果與討論

2.3.1 吸附時(shí)間對(duì)鎳去除率的影響

隨著吸附時(shí)間的延長(zhǎng)，廢水中Ni2+的去除率逐漸增加，在0～75 min內(nèi)去除率增加較快，25 min時(shí)，吸附率是2.5 %，50 min時(shí)Ni2+去除率已達(dá)39.5 %，75 min時(shí)達(dá)70 %，在150 min時(shí)去除率已經(jīng)達(dá)到80.5 %， 200 min時(shí)，Ni2+的去除率是80 %。其后繼續(xù)延長(zhǎng)吸附時(shí)間，吸附率趨于穩(wěn)定。

2.3.2 吸附溫度對(duì)鎳去除率的影響

在相同的條件下，隨著吸附溫度的升高，廢水中Ni2+的去除率在20 ～60 ℃增加的幅度較大，由20 ℃的2.5 %增加到60 ℃時(shí)的75 %。在溫度為80 ℃時(shí)，去除率達(dá)到90 %，去除后濃度為0.5 mg/L，因此增加溫度對(duì)提高去除率有利。

2.3.3 pH值對(duì)鎳去除率的影響

對(duì)廢水pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)后，在pH值為3時(shí)，Ni2+的去除效率是0.5 %；

pH值是4時(shí)，Ni2+的去除效率是34 %；

當(dāng)pH值是5時(shí)，Ni2+的去除率上升到50 %；

pH值到6時(shí)，Ni2+的去除率是69.5 %；

當(dāng)pH值為7時(shí)，Ni2+的去除率已經(jīng)達(dá)到80 %，在研究的pH值范圍內(nèi)溶液中Ni2+的去除率隨pH值的升高而增大。

但并非pH越高越有利，當(dāng)廢水中的pH值大于8之后，溶液中的Ni2+會(huì)發(fā)生沉淀，處理不當(dāng)時(shí)極易引起二次污染

3 結(jié) 語(yǔ)

采用分光光度法研究吸附時(shí)間、吸附溫度、水樣酸度等因素對(duì)廢水中Ni2+去除效果的影響，得到以下結(jié)論。

改性沸石對(duì)含鎳廢水中的鎳具有較強(qiáng)的去除作用，對(duì)濃度為5 mg/L的含鎳廢水，按吸附時(shí)間為150 min的情況下，鎳去除率可達(dá)80.5 %以上；吸附溫度是80 ℃時(shí)，鎳去除率達(dá)到90 %。

pH值是影響除鎳效果的重要因素，pH<4.0條件下，鎳去除率較低，pH>7.0條件下產(chǎn)生沉淀，因此pH值為4.0～7.0條件下除鎳效果較好，在pH值是7時(shí)，鎳去除率可達(dá)80 %。

參考文獻(xiàn)：

[1] 唐受印，汪大.廢水處理工程[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998.

[2] 高俊敏，鄭澤根，王琰.沸石在水處理中的應(yīng)用[J].重慶建筑大學(xué)學(xué)報(bào)， 2001，（1）.

[3] 王容果，武衛(wèi)莉，古萬(wàn)里.復(fù)合材料概論[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出 版社，2001.