改性活性炭对水中天然有机物的吸附

1、改性活性炭材料对水中天然有改性活性炭材料对水中天然有机物的吸附性能研究机物的吸附性能研究 一 前言二 去除有机物方法3实验内容4等温吸附实验5动力学吸附实验6竞争吸附实验7结论前言 近年来，随着城市人口增多，大量生活污水处理不达标就排放，使我国地下水受到严重污染，大量有机物进入地下水中。水中有机物在水处理中影响很大，有机物自身难以降解且保护胶体，使胶体更加稳定，加大了污水处理难度，因此降解天然水中有机物是目前我国有关水污染治理方面的重大课题之一。 去除有机物方法1、氧化法：利用氧化剂将水中有机物无机化，或将大分子有机物分解成分子较小的中间产物的方法。2、混凝法：向水中投加过量的混凝剂并控制一定

2、的pH值，去除消毒副产物的前体物。3、膜滤法：采用高分子膜作介质，以附加能量作推动力，对双组分或多组分溶液进行表面过滤分离的物理处理方法。 4、吸附法：利用某些材料强大的吸附性能来去除水中污 染物的技术。常用活性炭做吸附剂。 实验内容实验内容 本研究以椰壳炭材料为研究主线，考察该材料在水处理过程中的实用性，同时针对水中苯酚、单宁酸、腐植酸、罗丹明-B等污染物用椰壳炭和市场炭分别吸附，对比其吸附效果。考察二者在不同浓度和不同时间下吸附效果有何变化；在有单宁酸或腐植酸存在的情况下是否对苯酚的吸附有影响。 下面以苯酚为例来进行具体分析浓度曲线浓度曲线配取10mL的10mg/L、20mg/L、40mg

3、/L、60mg/L、80mg/L、100mg/L、120mg/L 的苯酚溶液于锥形瓶中，分别加入10mg的炭材料。震荡30min，抽滤，将滤液移入小塑料管中，用紫外分光光度计 在270nm处测量吸光度。根据浓度和吸光度算出溶液中有机酸平衡浓度Ce和平衡吸附容量qe。分别根据Langmuir吸附等温式和Freundlich吸附等温式进行拟合。浓度曲线浓度曲线1、Langmuir吸附模型假设吸附剂表面均匀，各处的吸附能相同；吸附是单分子层的，当吸附剂表面为吸附质饱和时，其吸附量达到最大；在吸附剂表面上的各个吸附点没有吸附质转移运动 。以Ce为横坐标，Ce/qe为纵坐标作图。2、Freundlich

4、吸附等温式并未限定单层吸附，可用于不均匀表面的条件下，此模式适用于高浓度吸附质吸附现象的描述，对于低浓度吸附质则不符合实际吸附现象。以logqe为纵坐标，log Ce为横坐标作图浓度曲线浓度曲线苯酚的浓度曲线如下： 两种炭对不同浓度苯酚的吸附（Freundlich方程拟合结果）两种炭对不同浓度苯酚的吸附（Langmuir方程拟合结果） 符合朗缪尔方程qm=87.72 KL=0.1626（椰壳炭） qm=86.21 KL=0.0491（市场炭）动力学吸附实验最佳吸附浓度为80mg/L，将最佳吸附浓度各取是10mL于8个小锥形瓶中，分别加入10mg的炭材料，分别震荡5min、10min、15min

5、、20min、25min、30min、45min、60min，抽滤，将滤液移入小塑料管中，测量吸光度。根据假一级动力学模型和假二级动力学模型分别进行拟合。 动力学吸附实验描述吸附动力学的方程主要有：假一级吸附动力学、假二级吸附动力学和粒子内扩散反应等方程。 假一级吸附动力学方程是假设吸附受扩散步骤控制，吸附速率正比于平衡吸附量与t时刻吸附量的差值。假二级吸附动力学方程是假设吸附速率受化学吸附机理的控制，这种化学吸附涉及到吸附剂与吸附质之间的电子共用或电子转移。 动力学吸附实验苯酚动力学曲线：两种炭在不同时间下对苯酚的吸附（假一级动力学方程） 两种炭在不同时间下对苯酚的吸附（假二级动力学方程 ）

6、假二级动力学模型拟合效果比假一级好qe=54.95 、K2=0.0066（市场炭）qe=60.61、K2=0.0113 （椰壳炭）竞争吸附实验竞争吸附实验 取20mg/L、40mg/L、80mg/L、120mg/L、160mg/L、200mg/L、240mg/L苯酚各5mL于小锥形瓶中，再分别加入5mL 10mg/L的单宁酸和10mg的炭材料，震荡30min，抽滤，将滤液于270nm处测量吸光度。将10mg/L换成20mg/L、30mg/L重复以上操作。 腐植酸加法同单宁酸一样。竞争吸附实验竞争吸附实验不同浓度腐植酸对苯酚竞争吸附 （二级）不同浓度单宁酸对苯酚竞争吸附（二级） TA=5mg/L qm=85.47 、KL=0.149TA=10mg/L qm=80.00、KL=0.1412TA=15mg/L qm=79.37、KL=0.0908TA=5mg/L qm=88.50、KL=0.0792TA=10mg/L qm=85.47、KL=0.1076TA=15mg/L qm=83.33、KL=0.1370结论结论1、有机物浓度越大吸光度越大。2、除腐植酸符合Freundlich吸附方程外，其余三种均符合Langmuir吸附方程。椰壳碳吸附效果要比市场炭强。 3、四种污染物均符合假二级动力学