活性碳纤维对废水中钒_的吸附_JungC.H.

新型碳材料第一期活性碳纤维对废水中钒(l)的吸附Jur、9e.H.eral.(韩)O引言活性碳纤维(ACF)作为吸附剂对脱除常存在于地下水和地表水中的有毒无机物及有机物有很大潜力L’·2」。尽常并不期望的高浓度钒可以出现在工业过程和核能工业之中,但从废水中脱除钒的确实可行的方法还没有报导。钒的甲酸盐常作为LoMT(低氧化性金属离子)的净化_L艺中的还原剂比j。所以,钒是化学净化之后废液中的主要痕量金属之一。KlnLzL`」等已.经提出在溶液中钒以。一卜或5一于氧化态存在。然而,钒离子在净化废液中更可能是以+3氧化态存在。本研究的目的在于考察采用ACF从低浓度溶液中脱除钒离子。180rpm进行搅拌。起始的p正I值用0.足NHCI或0.INNaoH进行调整。一段时间之后,抽出过滤(25mm,0.45,尼纶膜)。残余钒离子量通过原子吸收光谱仪进行检测(perkinElmer、mode一11o0B)。影响钒离子脱除的诸因素有搅拌速度、接触时间:溶液PH值以及溶液温度。2结果和讨论实验部分活性碳纤维由石油沥青碳纤维经水蒸汽与氮气混合活化而制得。四种AC(FK一7,K一20,K一z绪,K一」8)在900℃不同活化时间而获得。AcF的比表面积通过BET方程,液氮在7K等温吸附测得。吸附等温线由BET设备(^utosorb一l,Quantaehrome)测得。样品在难70℃动态真空度(10一`Pa)下保持1hsrs,而且吸附时间为30min。纯的三价氯化钒溶解在蒸馏水中制备低浓度的钒离子(+3)溶液。初始溶液的离子浓度是305Pm。钒在ACF上的吸附是由加入0.巧9AcF到含20ml钒离子溶液烧瓶之中,在25℃以通常活性碳纤维的比表面积与碳纤维的烧蚀成线性关系。然而,AcF悬浮液的PH值及其表面酸性与烧蚀无关。AcF对钒离子的吸附量随着搅拌速度的增加而增加。最优拌速度与AcF的比表面积有关。对于K一18,120rpm就足够了,然而对于K一7,则为180rpm。图1所示是在298K、200rpm、3osppm下钒的吸附量与PH值之间的关系。从中可以看出,在PH2.0时吸附迅速增加,而在PHS.0时则迅速降低。这可由静电过程得到解释,在PH2.9到PH3.l范围内ACF是处于等电势点,在PH6.0到PHg.0之间几乎所有的钒都折出。对于从溶液中脱除钒离子PH值比AcF的比表面积更为重要。PH4.5时是AcF吸附溶液中的钒离子最优PH值,因为当PH刁.5时大约92%的钒离子被吸附。图2所示为吸附量与接触时间之间的关系。吸附在起始接触过程进行的很快,所有的AcF都达到吸附平衡约需1shrs,吸附能力与AcF的比表面积成正比。图3所示是在第一期新型碳材料5gIJse砚月.JIJJI,..es闷.tes月,IJOóBO一脚乒夕夕76上J43f`-/10`PH3.OACF对不同浓度钒的吸附等温线。从图中可以看出随着吸附溶液浓度的增加比表面积越大其吸附量越大。图4所示是AC(FK一10)在不同溶液温度下的吸附等温线。吸附等温线随着温度的升高变得对吸附更为有利,这意味着在溶液低浓度时可以获得相对高的固态量,而且脱附需要在很高的温度下进行。子~,t10C。〔二。一/l3结论图3ACF在298K对钒的吸附等温线298K、200rpm、24卜r、PH3.0ó..J!,`.J!月,.1,we以味.!弓翻,`l10声,、.g书2。翻~766432一一心一—口声//}了梦一_////产/勺/一。`AcF可以用作脱除净化废液中钒(3+)离子的有效吸附剂。最优PH值为确.5。AcF的吸附能力与其比表面积成正比,在室温条件下吸附等温线是有利的,但随着温度的提高对吸附更为有利。了勺廿,OOr—一,一~~~`一,~~—,`一r.一,::::。:_,{甲X一皿O。L--~-一一一__到弓02乃45673一,1趁O6OCe(田。乙/压4O图4AcF(K一10)不同溶液温度下的吸附等温线200rpm、24hr、PH3.0八劣叼必翻不哪200之`日含0!21弓参考文献P日图1AcF吸附量与PH值的关系298K、200rpm、305pPm、24hr2100g0厅一一346OBohraJ.N.andSingK.S.W.Adsorprionsei.Tee,1,2,89(1985).KanekoK·,YakashigashiY.andNasataK.,earbon,26,327(1985)WoodC.J.,,IReformulationoftheLOMIe卜emiealDe-eontaminationReagent即,ETRI,NP一72了6,199]KunzR,G.,GlannelliJ.F.andH.D.Stense】,JWPCF,48,763(1976)4O刘振宇译P376(次à喇忿成念2O