实验二吸附实验

1、实验二活性炭吸附实验一、实验目的（1）通过实验进一步了解活性碳的吸附工艺及性能。（2）掌握用间歇法确定活性炭活性炭处理污水的设计参数的方法。二、实验原理活性炭处理工艺就是运用吸附的方法来去除异味、某些离子以及难以进行生物降解的有机污染物。在吸附过程中，活性炭比表面积起着主要作用。同时，被吸 附物质在溶剂中的溶解度也直接影响吸附的速度。此外,pH的高低、温度的变化与被吸附物质的分散程度也对吸附速度有一定影响。活性炭对水中所含杂质的吸附既有物理吸附现象，也有化学吸着作用。有一 些被吸附物质先在活性炭表面上积聚浓缩，继而进入固体晶格原子或分子之间被 吸附，还有一些特殊物质则与活性炭分子结合而被吸着。

2、当活性炭对水中所含杂质吸附时，水中的溶解性杂质在活性炭表面积聚而被 吸附，同时也有一些被吸附物质由于分子的运动而离开活性炭表面，重新进入水中即同时发生解吸现象。当吸附与解吸处于动态平衡状态时，称为吸附平衡。这时活性炭与水（即固相与液相）之间的溶质浓度，具有一定的分布比值。如果在一定压 力与温度条件下，用m克活性炭吸附溶液中的溶质，被吸附的溶质为x毫克，则单 位重量的活性炭吸附溶质的数量qe，即吸附容量可按下式计算Xqe（1）mX V （C-C）式中:qe吸附容量（mg/g）C 吸附平衡浓度（mg/L）Co 吸附质初始浓度（mg/L）V 水样体积（ml）qe的大小除了决定于活性炭的品种之外，还与

3、被吸附物质的性质、浓度、水的 温度及pH值有关。一般说来，当被吸附的物质能够与活性炭发生结合反应、被吸 附物质又不容易溶解于水而受到水的排斥作用，且活性炭对被吸附物质的亲与作 用力强、被吸附物质的浓度又较大时，qe值就比较大。描述吸附容量qe与吸附平衡时溶液浓度C的关系有Langmuir、BET与 Frue ndlieh吸附等温式。在水与污水处理中通常用 Frue ndlich表达式来比较不同 温度与不同溶液浓度时的活性炭的吸附容量，即1qe KCn（2）式中:qe吸附容量（mg/g）;C吸附平衡时的溶液浓度（mg/L）;K,n 与溶液的温度、pH值以及吸附剂与被吸附剂物质的性质有关 的常数。

4、K,n的求法：（2）式为一个经验公式，通常用图解方法求出K,n的值.为了方便 易解,多将式（2）取对数变形,即：1lgqe lgK lgCn当qe C相应值点绘在双对数坐标纸上，所得直线斜率为1/n,截距为K。三、实验装置与设备（一）实验装置因时间关系，本实验采用间歇性吸附实验操作方法，采用三角烧杯内装入活性 炭与水样进行振荡方法。（二）实验设备及仪器仪表1. 振荡器1台2. pH计（或精密pH试纸）3. 粉末装活性炭4.500mL三角甁5.亚甲基蓝溶液6.250mL 量筒7. 分析天平8. 温度计 刻度0100C9. 分光光度计10. 称量纸11. 100mL容量瓶四、实验步骤（一 ） 绘制

5、亚甲基蓝标准曲线用移液管分别吸取浓度为100mg/L亚甲基蓝标准溶液5、10、20、30、40mL 于100mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至100mL刻度处，摇匀，以蒸馏水为参比,在波长 470nm处，用1cm比色皿测定吸光度，绘出标准曲线。（二）吸附动力学实验1、 测定一定浓度亚甲基蓝原水水样温度、pH值、吸光度。2、用称量纸准确称量60mg粉末活性炭分别置于8个500mL三角瓶内。3、用量筒分别准确量取200mL原水倒入上述三角瓶内，再置于振荡器上 （120rmi n, 25C）,并开始计时。4、在5、10、20、30、50、70、90、120min时各从振荡器上取出一个三角瓶， 并立即用注射

6、针筒与滤膜过滤活性炭 ,取滤出液测定吸光度 ,并根据亚甲基蓝标准 曲线换算浓度并记录。5、绘制C-t曲线,分析达到吸附平衡的时间。（三）吸附等温线实验1、准确称量10、20、30、40、50、60mg活性炭分别置于500mL三角瓶内。2、用量筒分别准确量取200mL原水倒入上述三角瓶内，将三角瓶置于振荡器 上,并同时计时。3、 根据吸附动力学实验所确定的达到吸附平衡的时间进行振荡 （为缩短实验 时间,这里取1h）后停止振荡，每个三角瓶中溶液用注射针筒与滤膜过滤活性炭，取 滤出液测定吸光度 ,并根据亚甲基蓝标准曲线换算浓度并记录。4、以Igqe为纵坐标，lgC为横坐标绘制Fruendlich吸附

7、等温线。5、从吸附等温线上求出K与n,代入（2）式，求出Fruendlich吸附等温式。五、注意事项1 、注意正确操作分光光度计。2、原水吸光度需经滤膜滤过后测定。3、准确称取活性炭、准确量取原水 ,以减少实验误差。4、做吸附动力学实验时 ,为减少实验误差 ,在每一个三角瓶内加完水样后立即放入振荡器 ,并同时计时六、实验结果整理1、基本参数原水水样吸光度,pH度2、吸附动力学实验记录杯号开始时间时间段(min)结束时间吸光度浓度C152103204305506707908120吸附平衡时间：、吸附容量3、吸附等温线实验记录杯号水样体积(mL)原水水样浓度CO(mg/L)吸附平衡后吸光度吸附平衡后浓度C(mg/L)LgC活