表面改性对活性炭吸附重金属性能的影响

第19卷第12期2005年12月化工时刊ChemlcaIIndustryTimesVoI．19，No．12Dec．12．2005表面改性对活性炭吸附重金属性能的影响张建策毛立新(湖南理工学院化学化工系，湖南岳阳414000)摘要以P妒+为例，对活性炭去除水中重金属的性能与机理进行了探讨，并研究了水中ca2+的存在对活性炭吸附重金属的影响。实验表明：经硝酸深度氧化的活性炭可显著增加Pb2+吸附量，水中的ca2+、M矿+吸附影响不大。关键词活性炭吸附重金属影响IIl置l眦nceonPropertyoftheSllrfaceMom6edActiVeCarbontoAdsorbHeavyMetalzhangJiaJlceMaoLixin(DepartmemofChelIlistryaJldCheIIlicalen西neeriIlg，HuI姗InstituteofScience吼dTechn0109)r，hunaIlYhey蛐g414000)Absh翟ctPr叩e啊蚰dmechanismonacctivecad)ontoadsorbhea呵metalsuch罄pb2+we∞studied．neinnuenceofCa2+watertoad∞rbheavymetalwasdiscussed．nersultsshowedthatactivecarbonoxidizedwit}IHN03caIIoutstalld．iIlglyaddtoadso甲tionofPb“．IIlwaterca2+、M孑+werenotatallinnuencetoadsorption．KeywordsActivecarb帆adsorbheavymetalInnuenceⅡ塞堕壑坌1．1仪器与试剂wFX一110型原子吸收分光光度计煤质炭硝酸钙硝酸铅EDTA1．2实验方法活性炭的表面改性方法及物理化学参数见参考文献[1|，改性后的活性炭编号分别为l。。8。，7’、8。分别经硝酸深度氧化和浓氨水浸泡。1．2．1对Ca2+的吸附在含有2．00mmoL／L的硝酸钙溶液50mL的细口瓶中，加入活性炭O．200g，置于恒温摇床中振荡过夜，过滤，取滤液40IIlL，用0．04m0L／L的EDTA溶液滴定，计算平衡时的Ca2+浓度。1．2．2对Pb2+的吸附收稿日期：2005—09一05作者简介：张建策，(1966～)，男，副教授一28一含37．0叫L的硝酸铅溶液(pH=2)50mL细口瓶中，加入活性炭0．200g，置于恒温摇床中，振荡过夜，过滤，取滤液用原子吸收法测定Pb2+的浓度。1．2．3对Pb2+的吸附等温线用蒸馏水配制不同浓度的硝酸铅溶液(pH=2)，在含50mL该溶液的细口瓶中加入活性炭(5’和6’)0．200g，置于恒温摇床中振荡过夜，过滤，用原子吸收法测定Pb2+的浓度，再用硬度为120mg／m3(以Ca．C03计)自来水配置不同浓度的硝酸铅溶液(pH=2)，在含50mL该溶液的细口瓶中加入活性炭(5’)0．200g，恒温摇床中振荡过夜，取滤液用原子吸收法测定Pb2+浓度。研究实际水中Ca2+、Ms2+等其它离子的存在对活性炭吸附Pb2+的影响。目缝墨皇过迨万方数据张建策等表面改性对活性炭吸附重金属性能的影响2005．voI．19，No．12I囵目圆2．1对Ca“的吸附不论是地面水还是地下水都存在着比重金属含量大得多的钙、镁离子，由于它们的化学性质与重金属离子有相似的地方，有可能对活性炭吸附重金属产生影响，因此，有必要对活性炭吸附ca2+、M孑+等离子的性能进行研究。0．200g活性炭对于50mL初始浓度为2．00衄oL／L的钙离子的吸附量见表l。表1活性炭对Ca2+的吸附量对比于衡挲譬1．861．831．821．791．771．971．001．44／咖0I／L擘附晏o．06o．09o．10o．12o．13o．02o．51o．28由表可知，除了经浓硝酸深度氧化的7。和浓氨水浸泡的8。活性炭外，其它活性炭对Ca2+的吸附量很小。7’的表面酸性基因的浓度为5．2mol／g(其中羧基的浓度为1．58ImnoL／g)【引，这一数值已接近732型树脂的离子交换容量4．5lnol／g，由此可见，经浓硝酸改性后的活性炭具备了很强的吸附金属离子的能力。由于在中性条件下，水中的钙主要以Ca2+形式存在，活性炭对Ca2+的吸附主要是通过羧基等表面基团发生了配合作用。活性炭表面羧基含量与Ca2+的吸附量之间有非常明显的相关关系见图l，这进一步表明了上述配合作用存在的可能性。羧基含量／日∞1／g图1羧基含量与钙离子吸附量关系2．2对Pb2+的去除在不同的pH值下，Pb(Ⅱ)存在形式也不同，表2为Pb(Ⅱ)的不同羟基化合物的稳定常数[3|。为了防止不同形态对活性炭吸附性能的影响，我们先在酸性条