糖蜜基活性炭對溶液中Cd（II）吸附性能研究

劉俊志　耿國師　陳楊儒　于彩霞　武紅曉　高燁

【摘 要】糖蜜基活性炭做吸附劑，研究其對溶液中Cd（II）的吸附性能。糖蜜基活性炭對溶液中Cd（II）的吸附容量大于對溶液中Cd（II）的吸附容量。探究了吸附條件對活性炭吸附性能的影響。相對于市售商業(yè)活性炭，糖蜜基多孔炭對溶液中Cd（II）具有較好的吸附性能和較高的性價(jià)比。

【關(guān)鍵詞】糖蜜；多孔炭；市售炭；吸附；性能隨著現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，水體中重金屬污染問題日益嚴(yán)重。水體重金屬污染狀況令人堪憂，銅、鉛及鎘等重金屬污染問題相對比較突出[1]。目前除去水體中重金屬離子的方法有很多，例如吸附法、化學(xué)沉淀法、膜分離法、混凝法、離子交換法、電化學(xué)法[2]。吸附法因其高效率、低成本、易操作而備受歡迎，所以成為除去水體中重金屬離子的首選方法[3-4]。活性炭具有化學(xué)惰性良好、比表面積大及孔隙結(jié)構(gòu)豐富的優(yōu)點(diǎn)，是具有較高的吸附性能吸附材料，被廣泛的應(yīng)用到環(huán)保等領(lǐng)域[5-6]。本文研究糖蜜基活性炭對溶液中Cd（II）的吸附能力，并與市售商業(yè)活性炭進(jìn)行對比分析。

1 實(shí)驗(yàn)方法

將一定質(zhì)量的糖蜜基活性炭和市售活性炭分別加入Cd（II）溶液中，于恒溫振蕩器中振蕩。以吸附量q為參考依據(jù)，研究糖蜜基活性炭和市售活性炭對溶液中Cd（II）的吸附能力，計(jì)算公式如下：

式中，C0：離子的初始濃度（mgL-1）；Ct：吸附t時(shí)間后離子濃度（mgL-1）；V：吸附溶液的體積（L）；m：活性炭的質(zhì)量（g）；qe：平衡吸附量（mg g-1）。

2 結(jié)果與討論

2.1 離子初始濃度對吸附能力的影響

由圖1中可以看出，相同的吸附條件下，糖蜜基活性炭對Cd（II）的吸附能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于市售活性炭對Cd（II）的吸附能力。隨著溶液中Cd（II）的初始濃度的增加，因糖蜜基活性炭表面有充足的活性位點(diǎn)，可以迅速吸附Cd（II），吸附量出現(xiàn)快速增加的趨勢；當(dāng)初始濃度達(dá)到一定程度時(shí)，達(dá)到吸附平衡，吸附量不再發(fā)生改變。

2.2 吸附時(shí)間對吸附能力的影響

由圖2可以看出，在相同的吸附條件下，糖蜜基活性炭對Cd（II）的吸附達(dá)到吸附平衡所需時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于市售活性炭，分別為0.5h左右和4h左右?？赡苁且?yàn)樘敲刍钚蕴烤哂休^大的比表面積，較大的孔隙，使得離子擴(kuò)散速度加快，因此吸附反應(yīng)速度快，短時(shí)間內(nèi)即可達(dá)平衡。

2.3 溶液pH對吸附能力的影響

由圖3可以看出，相同吸附pH條件下，糖蜜基活性炭對Cd（II）的吸附能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于市售活性炭對Cd（II）的吸附能力，且受溶液pH性的影響均較小。

2.4 投炭量對吸附能力的影響

由圖4可以看出，隨著投炭量的增加，糖蜜基活性炭和市售活性炭對溶液中Cd（II）吸附量均減小，而糖蜜基活性炭對溶液中Cd（II）吸附能力受投炭量影響較大。Cd（II）的單位面積的吸附孔隙位置就越多，吸附的動力也就越大，當(dāng)投炭量增加時(shí)，盡管糖蜜基活性炭表面所含的活性位點(diǎn)數(shù)目大量增加，但是溶液中的Cd（II）濃度不變，隨著離子的均勻擴(kuò)散就導(dǎo)致可以占據(jù)的單位質(zhì)量的糖蜜基活性炭上的活性位點(diǎn)就會相應(yīng)的減少，所以單位質(zhì)量的吸附量均減少。

3 結(jié)論

對比糖蜜基活性炭和市售商業(yè)活性炭對溶液中Cd（II）的吸附能力，結(jié)果表明任意吸附條件下，糖蜜基多孔炭的吸附容量均大于市售炭。考察了離子濃度、吸附時(shí)間、溶液pH以及投炭量溫度吸附性能的影響，其中溶液pH對吸附性能的影響較小，離子濃度、吸附時(shí)間以及投炭量對吸附性能的影響較大。

【參考文獻(xiàn)】

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