竹炭的表面改性及其對(duì)鉛離子的吸附與再生_第1頁
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文檔簡(jiǎn)介

PAGE13摘要本課題主要通過竹炭對(duì)pb2+的吸附分析,以及對(duì)竹炭和竹活性炭進(jìn)行氧化改性,考察了濃硝酸氧化法和Fenton催化氧化法對(duì)改性炭吸附重金屬離子的影響同時(shí)選擇適合的條件制備改性活性炭,并對(duì)其進(jìn)行解吸研究,確定再生改性炭的吸附能力及解吸劑對(duì)重金屬離子的富集作用。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,得出以下結(jié)論:用不同顆粒竹炭對(duì)硝酸鉛溶液進(jìn)行吸附可得,隨著顆粒的減小吸附量增大。對(duì)于改性竹炭,用濃硝酸氧化法的效果更好在實(shí)驗(yàn)條件下用濃硝酸對(duì)竹炭進(jìn)行改性的最佳氧化溫度為75℃,最佳氧化時(shí)間為75min。在實(shí)驗(yàn)條件下用濃硝酸對(duì)活性炭進(jìn)行改性,其最佳氧化溫度為75℃最佳氧化時(shí)間為25min。在活性炭的解吸實(shí)驗(yàn)中,經(jīng)過反復(fù)吸附與解吸,吸附能力反而增加,原因有以下兩種可能:其一活性炭在吸附鉛離子的同時(shí)也吸附了檸檬酸鹽分子,檸檬酸鹽分子對(duì)鉛離子有一定的絡(luò)合能力,造成活性炭的吸附能力逐級(jí)上升:其二活性炭經(jīng)過多次吸附與解吸后,活性炭的孔隙可能更通暢,導(dǎo)致吸附量增多。關(guān)鍵詞:竹炭;活性炭;吸附;氧化改性;解吸

目錄TOC\o"1-3"\h\u124091引言 5156251.1環(huán)境水體污染現(xiàn)狀 5194911.2水體污染主要治理途徑 6277492竹炭 779652.1竹炭的簡(jiǎn)介 761272.2中國(guó)竹資源的現(xiàn)狀 7225842.3竹炭的制備 8158932.3.1鋸切加工 8254752.3.2磨削加工 8196102.3.3高溫加工 8107212.3.4化學(xué)加工 967442.4竹炭對(duì)鉛離子的吸附性能 9312923活性炭 11102753.1活性炭的概述 11208373.2活性炭的改性 11106693.3活性炭的改性方法 1176483.3.1物理法改性 1178313.3.2化學(xué)法改性 12182243.4活性炭的再生 12176933.4.1再生的原理 13154533.4.2活性炭的再生方法以及優(yōu)缺點(diǎn) 13150954水體中離子濃度的測(cè)定方法 16112084.1原子吸收分光光度法 1616374.2實(shí)驗(yàn)技術(shù)注意事項(xiàng) 16221585實(shí)驗(yàn)部分 17206115.1實(shí)驗(yàn)原理 17174115.1.1活性炭的吸附重金屬的原理 1790475.1.2活性炭改性方法的選擇原理 17322725.1.3活性炭再生原理 18207925.1.4用原子吸收分光光度法測(cè)定水體中鉛離子濃度的原理 1814005.2實(shí)驗(yàn)試劑和設(shè)備 1862705.2.1實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器 18259375.2.2實(shí)驗(yàn)原始試劑 19280565.3實(shí)驗(yàn)步驟 19182275.3.1前期準(zhǔn)備 19263695.3.2標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 19138015.3.3竹炭炭顆粒大小對(duì)Pb2+的吸附效果的影響試驗(yàn) 20250015.3.4竹炭的改性 20273095.3.5實(shí)驗(yàn)用活性炭的改性(方法:濃硝酸氧化法) 21270815.3.6實(shí)驗(yàn)用活性炭的再生 2284945.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析 2349285.4.1標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作 2343475.4.2不同目數(shù)竹炭的吸附效果比較 2415105.4.3竹炭改性對(duì)吸附效果的影響比較 24243225.4.4實(shí)驗(yàn)室用活性炭的改性(濃硝酸氧化法) 26259835.4.5實(shí)驗(yàn)用活性炭的再生結(jié)果與數(shù)據(jù)處理 27123576結(jié)論 3014895參考文獻(xiàn) 313824致謝 36

引言在我國(guó),環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重,其中重金屬污染已成為一大難題。鉛離子作為一種常見的重金屬離子,廣泛存在于生活和工業(yè)廢水中,對(duì)人體健康構(gòu)成極大威脅。因此,研究高效、環(huán)保的鉛離子吸附方法具有重要意義。竹炭作為一種具有高比表面積、孔隙發(fā)達(dá)的天然材料,被廣泛應(yīng)用于吸附領(lǐng)域。然而,竹炭的吸附性能受到其表面性質(zhì)的限制,如表面極性、孔隙結(jié)構(gòu)等。因此,對(duì)竹炭表面進(jìn)行改性以提高其吸附性能成為本研究的核心問題。本研究以竹炭為研究對(duì)象,通過表面改性技術(shù)提高其對(duì)鉛離子的吸附性能,并對(duì)吸附過程進(jìn)行再生研究,旨在為我國(guó)環(huán)境治理提供一種經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的方法。表面改性竹炭對(duì)鉛離子的吸附與再生問題一直以來都是環(huán)保領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。在我國(guó),由于工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展,鉛污染問題日益嚴(yán)重,尤其是在一些重工業(yè)城市和地區(qū)。鉛離子在環(huán)境中具有較強(qiáng)的毒性,對(duì)生物體和人體健康造成極大的危害,因此,研究表面改性竹炭對(duì)鉛離子的吸附與再生,對(duì)于環(huán)境保護(hù)和人類健康有著重要的意義。表面改性竹炭作為一種環(huán)保材料,因其獨(dú)特的孔隙結(jié)構(gòu)、較高的比表面積和優(yōu)良的吸附性能,被廣泛應(yīng)用于吸附重金屬離子等領(lǐng)域。然而,竹炭的吸附性能受其表面性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的影響較大,如何通過表面改性提高竹炭的吸附性能,以及對(duì)鉛離子的選擇性和再生性能,是本研究的主要目的。通過對(duì)表面改性竹炭進(jìn)行研究,可以提高竹炭的鉛離子吸附性能,從而為實(shí)際環(huán)境治理提供一種高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的方法。此外,研究表面改性竹炭對(duì)鉛離子的再生性能,有助于實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用,降低環(huán)境治理成本,進(jìn)一步推動(dòng)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展??傊?,本研究旨在探討表面改性竹炭對(duì)鉛離子的吸附與再生性能,以期為我國(guó)鉛污染治理提供一種有效途徑。通過對(duì)表面改性竹炭的深入研究,將有助于推動(dòng)我國(guó)環(huán)保事業(yè)的發(fā)展,為人類創(chuàng)造一個(gè)更加美好的生活環(huán)境。

竹炭竹炭的簡(jiǎn)介竹材由纖維素、半纖維素和少量木質(zhì)素組成,竹炭就是由這3種物質(zhì)不同程度地分解炭化而形成的。它是一種新型的吸附劑,主要用于氣體的吸附和廢水的凈化。竹炭的物理化學(xué)性質(zhì)表面改性竹炭作為一種環(huán)保材料,近年來在吸附領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注。特別是對(duì)鉛離子的吸附,因其具有良好的選擇性和高效性,使得竹炭成為鉛污染治理的一種理想吸附劑。本文將針對(duì)竹炭的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)探討,以期為竹炭的進(jìn)一步研究和應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。竹炭是一種由竹子制成的炭材料,其獨(dú)特的孔隙結(jié)構(gòu)、較大的比表面積和較高的孔容為其提供了優(yōu)良的吸附性能。竹炭的孔隙結(jié)構(gòu)主要包括微孔和介孔,這些孔隙能夠有效地吸附鉛離子,從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。此外,竹炭表面含有豐富的化學(xué)官能團(tuán),如羥基、羧基和酚基等,這些官能團(tuán)可以與鉛離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng),進(jìn)一步增加鉛離子的吸附量。表面改性竹炭通過對(duì)竹炭表面進(jìn)行化學(xué)修飾,可以進(jìn)一步提高其對(duì)鉛離子的吸附性能。改性方法主要包括化學(xué)接枝、物理吸附和離子交換等?;瘜W(xué)接枝是將具有吸附性能的物質(zhì)接枝到竹炭表面,從而增加竹炭的吸附活性位點(diǎn);物理吸附是通過物理手段將改性劑固定在竹炭表面,提高竹炭對(duì)鉛離子的吸附能力;離子交換則是利用竹炭表面的化學(xué)官能團(tuán)與鉛離子發(fā)生交換反應(yīng),從而實(shí)現(xiàn)鉛離子的吸附。竹炭對(duì)鉛離子的吸附過程是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡過程,受到吸附劑濃度、吸附時(shí)間、溫度和pH等因素的影響。在實(shí)際應(yīng)用中,需要對(duì)這些因素進(jìn)行優(yōu)化,以實(shí)現(xiàn)竹炭對(duì)鉛離子的最佳吸附效果。此外,竹炭的再生也是一個(gè)關(guān)鍵問題。通過合適的再生方法,可以實(shí)現(xiàn)竹炭的循環(huán)利用,降低治理鉛污染的成本??傊砻娓男灾裉孔鳛橐环N具有優(yōu)良吸附性能的環(huán)保材料,在鉛污染治理領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。然而,要充分發(fā)揮竹炭的吸附性能,還需要深入研究其物理化學(xué)性質(zhì),并優(yōu)化吸附條件。同時(shí),探討竹炭的再生方法,實(shí)現(xiàn)竹炭的循環(huán)利用,將對(duì)鉛污染治理產(chǎn)生更為積極的影響。竹炭的制備竹炭是一種由竹子經(jīng)過高溫炭化得到的炭材料,其制備過程主要包括預(yù)處理、炭化和表面改性三個(gè)階段。預(yù)處理預(yù)處理主要是為了提高竹材的炭化效率和竹炭的孔隙結(jié)構(gòu)。首先,將竹材進(jìn)行切片、研磨等處理,使其達(dá)到一定的粒度。然后,通過高溫蒸煮、烘干等方法對(duì)竹材進(jìn)行熱處理,以去除竹材中的水分和有機(jī)物質(zhì)。炭化炭化是將預(yù)處理后的竹材在無氧或低氧條件下加熱至高溫,使其分解產(chǎn)生炭的過程。炭化過程中,竹材中的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等有機(jī)物質(zhì)在高溫下分解,生成炭和一些氣體。炭化溫度的控制對(duì)竹炭的孔隙結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)具有重要影響。表面改性表面改性是為了改善竹炭的吸附性能,主要通過化學(xué)或物理方法對(duì)竹炭表面進(jìn)行修飾。本文采用水熱法對(duì)竹炭進(jìn)行表面改性,通過控制水熱反應(yīng)的條件,改變竹炭表面的化學(xué)性質(zhì)和孔隙結(jié)構(gòu)。竹炭對(duì)鉛離子的吸附性能竹炭,作為一種具有高度多孔性質(zhì)的碳材料,近年來在環(huán)境治理領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注。本研究主要探討了竹炭對(duì)鉛離子的吸附性能,以期為我國(guó)水污染治理提供新的思路和方法。竹炭表面具有豐富的微孔和介孔結(jié)構(gòu),這為其對(duì)鉛離子的吸附提供了巨大的表面積。研究表明,竹炭對(duì)鉛離子的吸附能力與其物理化學(xué)性質(zhì)等因素密切相關(guān)。在一定的實(shí)驗(yàn)條件下,竹炭對(duì)鉛離子的吸附能力可達(dá)1mg/g以上,表現(xiàn)出較好的吸附性能。本研究采用多種實(shí)驗(yàn)方法對(duì)竹炭對(duì)鉛離子的吸附性能進(jìn)行了詳細(xì)分析,包括靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)、動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)以及吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)等。靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,竹炭對(duì)鉛離子的吸附量隨著吸附時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增加,但在達(dá)到平衡時(shí)吸附量趨于穩(wěn)定。動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)表明,竹炭對(duì)鉛離子的吸附速率較快,吸附過程符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。此外,我們還探討了竹炭對(duì)鉛離子的吸附機(jī)理。我們認(rèn)為,竹炭對(duì)鉛離子的吸附主要通過物理吸附和化學(xué)吸附兩種途徑進(jìn)行。其中,物理吸附主要依賴于竹炭的多孔結(jié)構(gòu),而化學(xué)吸附則與竹炭表面的化學(xué)基團(tuán)有關(guān)??傊裉孔鳛橐环N具有高度多孔結(jié)構(gòu)的碳材料,具有較好的鉛離子吸附性能。在實(shí)際應(yīng)用中,竹炭可作為一種低成本、高效率的鉛離子吸附劑,為我國(guó)水污染治理提供新的解決方案。然而,竹炭對(duì)鉛離子的吸附性能受多種因素影響,如何在實(shí)際應(yīng)用中充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢(shì)仍需進(jìn)一步研究。吸附機(jī)制竹炭的表面改性及其對(duì)鉛離子的吸附與再生這一課題的研究,一直是環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)。本節(jié)將詳細(xì)探討竹炭吸附鉛離子的機(jī)制。竹炭表面改性后,其比表面積增大,孔隙結(jié)構(gòu)更為發(fā)達(dá),這為鉛離子的吸附提供了更多的活性位點(diǎn)。這一過程類似于海綿吸水,竹炭的孔隙結(jié)構(gòu)如同海綿的孔隙,可以有效吸附鉛離子,從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。此外,竹炭表面的官能團(tuán)也起到了關(guān)鍵作用。表面改性使得竹炭表面產(chǎn)生了更多的羥基、羧基等親水性官能團(tuán),這些官能團(tuán)可以與鉛離子形成氫鍵或靜電相互作用,進(jìn)一步增強(qiáng)了鉛離子的吸附效果。為了更加深入地理解這一吸附機(jī)制,我們可以將其與活性炭進(jìn)行對(duì)比?;钚蕴客瑯泳哂休^大的比表面積和發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu),但其表面官能團(tuán)與竹炭不同,主要是芳香環(huán)結(jié)構(gòu)。由于鉛離子與芳香環(huán)結(jié)構(gòu)的相互作用較弱,因此活性炭對(duì)鉛離子的吸附能力相對(duì)較弱。這也進(jìn)一步證明了竹炭表面改性對(duì)其吸附鉛離子的重要作用。通過對(duì)竹炭表面改性及其吸附機(jī)制的研究,我們可以更好地理解竹炭在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究竹炭的再生機(jī)制,將有助于我們更加高效地利用竹炭,為我國(guó)環(huán)境保護(hù)事業(yè)做出更大貢獻(xiàn)。影響因素竹炭表面改性對(duì)鉛離子吸附與再生的影響因素主要包括改性方法、竹炭類型、鉛離子濃度、吸附時(shí)間以及溶液pH值等。首先,針對(duì)改性方法,不同的表面改性技術(shù)會(huì)影響竹炭對(duì)鉛離子的吸附能力。例如,通過化學(xué)吸附法對(duì)竹炭進(jìn)行改性,可顯著提高其對(duì)鉛離子的吸附效果。這是因?yàn)榛瘜W(xué)吸附法能夠增加竹炭表面的孔隙度和表面積,從而提高鉛離子吸附容量。其次,竹炭類型也是一個(gè)重要的影響因素。不同種類的竹炭具有不同的孔隙結(jié)構(gòu)、比表面積和表面化學(xué)性質(zhì),這些因素都會(huì)影響竹炭對(duì)鉛離子的吸附性能。一般來說,竹炭的孔隙結(jié)構(gòu)越發(fā)達(dá),比表面積越大,對(duì)鉛離子的吸附能力就越強(qiáng)。再者,鉛離子濃度對(duì)吸附效果也有影響。在一定范圍內(nèi),鉛離子濃度越高,竹炭對(duì)鉛離子的吸附量越大。但當(dāng)鉛離子濃度過高時(shí),竹炭表面可能會(huì)達(dá)到吸附飽和,此時(shí)吸附效果將不再明顯提高。此外,吸附時(shí)間和溶液pH值也會(huì)對(duì)吸附效果產(chǎn)生影響。吸附時(shí)間越長(zhǎng),竹炭對(duì)鉛離子的吸附量越大,但達(dá)到平衡后,吸附效果將趨于穩(wěn)定。溶液pH值對(duì)吸附效果的影響主要表現(xiàn)在pH值對(duì)竹炭表面性質(zhì)和鉛離子形態(tài)的影響,合適的pH值有利于提高吸附效果??傊?,竹炭表面改性對(duì)鉛離子吸附與再生的影響因素多種多樣,需要綜合考慮。通過優(yōu)化這些影響因素,可以提高竹炭對(duì)鉛離子的吸附性能,從而為鉛污染治理提供有效的解決方案。

活性炭活性炭的概述是一種具有高度活性的碳質(zhì)材料。它以優(yōu)質(zhì)的天然植物為原料,通過炭化、活化等工藝過程制成?;钚蕴康谋砻婢哂胸S富的微孔結(jié)構(gòu),這使得它具有極大的比表面積,從而具備了優(yōu)良的吸附性能。在環(huán)境保護(hù)、水處理、醫(yī)藥衛(wèi)生、食品工業(yè)等領(lǐng)域,活性炭都有著廣泛的應(yīng)用。活性炭的吸附能力并非一成不變的。在使用過程中,活性炭的微孔結(jié)構(gòu)可能會(huì)被污染物填塞,從而降低其吸附性能。因此,我們需要對(duì)活性炭進(jìn)行改性與再生。改性主要是通過化學(xué)或物理方法對(duì)活性炭進(jìn)行處理,以改善其吸附性能。再生則是通過一定的方法,使活性炭重新恢復(fù)吸附能力。例如,通過化學(xué)洗滌、高溫?zé)崽幚淼确绞?,可以有效地清除活性炭表面的污染物,恢?fù)其微孔結(jié)構(gòu)。活性炭的改性與再生技術(shù)不斷發(fā)展,為我們的生活帶來了極大的便利。但是,我們也要看到,活性炭的改性與再生仍然面臨著許多挑戰(zhàn)。如何提高改性效率,如何降低再生成本,如何延長(zhǎng)活性炭的使用壽命等問題,都需要我們進(jìn)一步研究和探討。活性炭的改性活性炭的改性方法多種多樣,主要包括化學(xué)法、物理法、生物法等。其中,化學(xué)法主要包括磷酸、硅酸、氮化等改性,物理法主要包括高溫?zé)崽幚?、微波處理、電化學(xué)處理等,生物法則主要包括生物酶改性等。這些改性方法各有優(yōu)缺點(diǎn),磷酸改性可顯著提高活性炭的吸附性能,但可能引入雜質(zhì);物理法改性對(duì)活性炭的結(jié)構(gòu)影響較小,但改性效果較化學(xué)法略遜一籌?;钚蕴扛男缘难芯楷F(xiàn)狀呈現(xiàn)出以下特點(diǎn):首先,改性方法多樣化,研究者們通過不斷探索,發(fā)現(xiàn)了多種改性方法,為活性炭的改性提供了豐富的手段;其次,改性效果顯著,通過改性,活性炭的吸附性能、穩(wěn)定性和抗壓性能等都有了顯著提升;再次,應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,活性炭改性后,不僅可以應(yīng)用于傳統(tǒng)的領(lǐng)域,還可以應(yīng)用于新興領(lǐng)域,如能源、環(huán)境等?;钚蕴康母男匝芯恳呀?jīng)取得了顯著的進(jìn)展,多種改性方法和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域都表明,活性炭的改性具有極大的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景。然而,仍有一些問題亟待解決,如改性過程中的環(huán)保問題、改性效果的穩(wěn)定性問題等。相信在廣大研究者的共同努力下,這些問題都將得到解決,活性炭的改性研究也將取得更大的突破。活性炭的改性研究仍處于快速發(fā)展階段,未來有望在以下幾個(gè)方面取得突破:一是開發(fā)出更環(huán)保、更高效的改性方法;二是實(shí)現(xiàn)活性炭改性效果的穩(wěn)定性;三是將活性炭改性應(yīng)用于更廣泛的領(lǐng)域。總之,活性炭的改性研究具有極大的發(fā)展?jié)摿?,值得我們持續(xù)關(guān)注和投入?;钚蕴康脑偕钚蕴吭偕饕峭ㄟ^物理或化學(xué)方法,恢復(fù)活性炭的吸附性能。目前,常用的再生方法有:熱再生、化學(xué)再生、電化學(xué)再生、光再生等。熱再生是通過高溫處理來恢復(fù)活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)。這種方法簡(jiǎn)單易行,但對(duì)溫度和時(shí)間的控制要求較高,過高的溫度會(huì)導(dǎo)致竹炭結(jié)構(gòu)破壞?;瘜W(xué)再生則是利用化學(xué)試劑與活性炭表面的吸附物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),從而去除吸附物。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是能有效去除多種污染物,但可能產(chǎn)生二次污染。生物再生則是利用微生物的新陳代謝作用,將吸附在竹炭表面的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。這種方法具有環(huán)保、低耗的優(yōu)點(diǎn),但周期較長(zhǎng)。這些再生方法都能有效恢復(fù)活性炭的吸附性能,但在實(shí)際應(yīng)用中,需要根據(jù)具體需求選擇合適的再生方法。目前,各種再生技術(shù)都取得了一定的進(jìn)展,但仍存在再生效率低、環(huán)境污染等問題。因此,進(jìn)一步研究活性炭再生技術(shù),提高再生效率,降低環(huán)境污染,具有重要的實(shí)際意義?;钚蕴康母男耘c再生技術(shù)在環(huán)境保護(hù)、水處理、醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。然而,目前的活性炭再生技術(shù)仍存在一定的局限性,需要進(jìn)一步研究和改進(jìn)。相信在廣大研究者的共同努力下,活性炭再生技術(shù)將會(huì)取得更大的突破,為人類的可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

水體中離子濃度的測(cè)定方法原子吸收分光光度法實(shí)驗(yàn)采用原子吸收分光光度標(biāo)準(zhǔn)曲線法進(jìn)行數(shù)據(jù)的測(cè)定。實(shí)驗(yàn)技術(shù)注意事項(xiàng)1.原子吸收分析應(yīng)使用離子交換水,應(yīng)使用洗凈的硬質(zhì)玻璃容器,樣品處理過程中應(yīng)防止大氣對(duì)式樣的污染。對(duì)于樣品的純度,分析純即可,不需要特別高純度的試劑。2.標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制:配置的標(biāo)準(zhǔn)溶液的組成要盡可能接近未知試樣的組成。3.標(biāo)準(zhǔn)曲線法:主要適用于組分比較簡(jiǎn)單或共有組分互相沒有干擾的情況,配制一組合適的濃度不同的標(biāo)準(zhǔn)溶液,有低濃度到高濃度依次測(cè)定吸光度,以吸光度為縱坐標(biāo),被測(cè)元素的濃度為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,在相同測(cè)定條件下,測(cè)定未知樣品的吸光度,從標(biāo)準(zhǔn)曲線上用內(nèi)標(biāo)法求出未知樣品中被測(cè)元素的濃度。

實(shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)原理活性炭的吸附重金屬的原理活性炭吸附重金屬的原理主要基于其高度發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積。這種獨(dú)特的物理性質(zhì)使得活性炭能夠有效地吸附重金屬離子,從而達(dá)到凈化水質(zhì)、土壤等環(huán)境的目的。首先,活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)可以分為兩種類型:微孔和介孔。微孔的尺寸在1-20?之間,主要負(fù)責(zé)吸附小分子,如氣體和低分子量的有機(jī)物。而介孔的尺寸在20-1000?之間,主要用于吸附大分子,如蛋白質(zhì)和多糖。正是由于這種分級(jí)孔隙結(jié)構(gòu),活性炭能夠有效地吸附重金屬離子。其次,活性炭具有極大的比表面積,可以達(dá)到1000-2000m2/g。這一特性使得活性炭表面上的吸附位點(diǎn)大大增加,從而提高了吸附效率。此外,活性炭表面還存在著許多化學(xué)官能團(tuán),如羥基、羧基和酚基等,這些官能團(tuán)可以與重金屬離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng),進(jìn)一步增強(qiáng)了吸附能力。再次,活性炭吸附重金屬的機(jī)理可以類比為“篩子過濾”,即活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)起到篩選作用,只有尺寸合適的金屬離子才能進(jìn)入孔隙并被固定。這種篩選作用使得活性炭對(duì)重金屬離子具有高度的選擇性。最后,盡管活性炭吸附重金屬具有諸多優(yōu)點(diǎn),如操作簡(jiǎn)便、成本低廉等,但也存在一定的局限性。例如,活性炭對(duì)某些重金屬離子的吸附能力較低,且吸附過程受環(huán)境條件(如溫度、pH值等)的影響較大。因此,在實(shí)際應(yīng)用中需要綜合考慮這些因素,以達(dá)到最佳吸附效果。綜上所述,活性炭吸附重金屬的原理主要依賴于其獨(dú)特的孔隙巨大的比表面積。通過這些特性,活性炭能夠有效地吸附重金屬離子,從而在環(huán)境保護(hù)等方面發(fā)揮重要作用。然而,活性炭吸附重金屬也存在一定的局限性,需要在實(shí)際應(yīng)用中加以考慮。活性炭改性方法的選擇原理活性炭作為一種廣泛應(yīng)用的吸附材料,其性能的優(yōu)化對(duì)于提高吸附效果具有重要意義?;钚蕴康母男苑椒ㄓ性S多種,如何在眾多方法中選擇適合的改性方法,是提高活性炭性能的關(guān)鍵。本文旨在闡述活性炭改性方法的選擇原則,以期為相關(guān)研究提供參考。首先,考慮活性炭的應(yīng)用領(lǐng)域。不同的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)钚蕴康男阅芤蟛煌虼?,在選擇改性方法時(shí),應(yīng)結(jié)合活性炭的具體應(yīng)用進(jìn)行考慮。例如,若活性炭用于水處理領(lǐng)域,則應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注其對(duì)水中污染物的吸附能力;若活性炭用于醫(yī)藥領(lǐng)域,則應(yīng)關(guān)注其對(duì)藥物分子的吸附性能。其次,考慮活性炭的物理性質(zhì)?;钚蕴康谋缺砻娣e、孔容、孔徑分布等物理性質(zhì)對(duì)其吸附性能具有重要影響。因此,在選擇改性方法時(shí),應(yīng)充分考慮因素。例如,通過調(diào)整活性炭的孔徑分布,可以提高其對(duì)特定污染物的吸附效果。再次,考慮活性炭的化學(xué)性質(zhì)?;钚蕴康谋砻婊瘜W(xué)性質(zhì)對(duì)其吸附性能也有重要影響。通過改性方法改變活性炭的表面化學(xué)性質(zhì),可以提高其對(duì)特定物質(zhì)的吸附效果。例如,通過在活性炭表面引入特定官能團(tuán),可以提高其對(duì)某些污染物的吸附能力。此外,還需考慮改性方法的操作簡(jiǎn)便性、成本效益以及對(duì)環(huán)境的影響等因素。在保證改性效果的前提下,應(yīng)盡量選擇操作簡(jiǎn)便、成本低、對(duì)環(huán)境影響小的改性方法。總之,活性炭改性方法的選擇應(yīng)綜合考慮活性炭的應(yīng)用領(lǐng)域、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)以及操作簡(jiǎn)便性、成本效益和對(duì)環(huán)境的影響等因素。只有根據(jù)具體需求,選擇合適的改性方法,才能實(shí)現(xiàn)活性炭性能的優(yōu)化,從而提高其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用效果?;钚蕴吭偕砘钚蕴吭偕饕峭ㄟ^物理或化學(xué)方法,去除活性炭表面吸附的雜質(zhì),恢復(fù)其吸附能力。物理再生方法主要包括熱再生、水蒸氣再生和空氣再生等,主要通過提高溫度或壓力,使吸附在活性炭上的物質(zhì)揮發(fā)或脫離。化學(xué)再生方法主要包括酸洗、堿洗、氧化和還原等,通過與活性炭表面的吸附物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),將其去除。用原子吸收分光光度法測(cè)定水體中鉛離子濃度的原理原子吸收光譜法是一種廣泛應(yīng)用于化學(xué)分析領(lǐng)域的光譜分析技術(shù),其基本原理是基于試樣中被測(cè)元素的原子或離子在特定波長(zhǎng)的輻射吸收特性。對(duì)于離子濃度的測(cè)定,主要是通過測(cè)量樣品中特定離子的吸收強(qiáng)度,進(jìn)而計(jì)算出離子濃度。實(shí)驗(yàn)試劑和設(shè)備實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器精密電子天平、球磨機(jī)、TAS-986原子吸收儀、LHY-2A低溫水浴很溫振蕩器、容量瓶100m1十個(gè),移液管10ml、5ml、2ml分別一支,水洗瓶,洗耳球,水壺,水浴鍋,銅篩、帶蓋錐形瓶,漏斗,漏斗架,濾紙,玻璃棒。實(shí)驗(yàn)原始試劑竹炭商用竹炭竹活性炭分析純冰醋酸分析純無水乙酸鈉分析純無水硫酸亞鐵分析純過氧化氫分析純濃硝酸分析純檸檬酸分析純實(shí)驗(yàn)步驟前期準(zhǔn)備竹炭本實(shí)驗(yàn)所用的竹炭是在超市購(gòu)買的商用竹炭,將買回的竹炭用球機(jī)粉碎3h,將粉碎后的竹炭分別用40目、60目、80目、120目的標(biāo)準(zhǔn)過,將分篩過目后的竹炭分別裝入表面皿中干燥3h,干燥后的活性炭分目裝入不同的瓶中保存。含鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制(1000mg/L)MPь=207.2g/molMPb(No3)2=331.21g/mol實(shí)驗(yàn)室所用Pb(No3)2的質(zhì)量為mm=331.21/207.2=1.59gNAC-HAC緩沖溶液的配制(PH=4)實(shí)驗(yàn)所用冰醋酸的濃度為17.5mol,所用NaAC的質(zhì)量分?jǐn)?shù)>99.0%,配制PH=4的NaAC-HAC緩沖溶液時(shí)將1L水加入0.1mol的NaAC和0.501mol的HAC溶液中。所需冰醋酸的量為:V=n/c=0.501/17.5=28.6ml所需無水乙酸鈉的質(zhì)量為:m=nxMr=0.1×82=8.2g實(shí)驗(yàn)所用容量瓶為2L,所以V*=28.6×2=57.2m1m*=8.2×2=16.4g標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制用10mL移液管移取1000mg/L的鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液于100ml的容量瓶中,用純水定容到刻度線,得到100mg/L的鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液。用移液管分別移取0.5ml、1ml、2ml、4m1、6ml、8ml、10ml的100mg/L的鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液于七個(gè)100ml的容量瓶中,用純水定容到刻度線,搖勻。用原子吸收分光光度法分別測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度,以濃度為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo)做出標(biāo)準(zhǔn)曲線。竹炭炭顆粒大小對(duì)Pb2+的吸附效果的影響試驗(yàn)分別稱取不同目數(shù)的活性炭0.2g于四個(gè)不同的具塞錐形瓶中。移取10mL的2000mg/L的Pb(No3)2標(biāo)準(zhǔn)溶液于四個(gè)錐形瓶中,然后加入40mL的NaAC-HAC緩沖溶液。將錐形瓶放入恒溫振蕩器中,25℃下恒溫震蕩1h。用濾紙分別過濾收集濾液于四個(gè)不同的錐形瓶中。用原子吸收分光光度法分別測(cè)定濾液的吸光度并記錄,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出吸附后溶液中Pb2+的濃度以及吸附量。竹炭的改性催化氧化法:所用試劑為H2O2和硫酸亞鐵催化劑的用量對(duì)改性后吸附效果的影響步驟:向四個(gè)錐形瓶中分別加入1g活性炭,再加入10mlH2O2。再分別加入0.05g、0.075g、0.1g、0.2g的硫酸亞鐵,分別做好標(biāo)記。將錐形瓶同時(shí)放入水浴鍋中在70℃下水浴30min。催化時(shí)間對(duì)改性后吸附效果的影響步驟:向四個(gè)錐形瓶中分別加入1g活性炭,再加入10mlH2O2。分別加入0.1g硫酸亞鐵。在70℃的水浴溫度下分別水浴10min、20min、30min、45min。水浴溫度對(duì)改性后吸附效果的影響步驟:向四個(gè)錐形瓶中分別加入1g活性炭,再加入10mlH2O2。分別加入0.1g硫酸亞鐵。將錐形瓶分別在10℃、20℃、40℃、70℃的水浴鍋中水浴30min。將上述改性后的活性炭全部經(jīng)過濾,烘干后收集待用。硝酸氧化法(所用試劑濃硝酸含量為65%~68%)水浴溫度對(duì)改性后吸附效果的影響步驟:取四個(gè)錐形瓶準(zhǔn)確稱取1g竹炭加入其中,并做好標(biāo)記。各加入10ml濃硝酸。將錐形瓶分別放在10℃、25℃、50℃、75℃的溫度下水浴30min。水浴時(shí)間對(duì)改性后吸附效果的影響步驟:稱取1g竹炭于四個(gè)錐形瓶中,并做好標(biāo)記。分別加入10ml濃硝酸。將錐形瓶在75℃下分別水浴10min、25min、40min、70min。實(shí)驗(yàn)用活性炭的改性(方法:濃硝酸氧化法)溫度不同對(duì)改性效果的影響比較步驟:稱取1g竹炭分別于4個(gè)錐形瓶中,并做好標(biāo)記。分別加入10m的濃硝酸。將錐形瓶分別放在10℃、25℃、45℃、75℃的水浴溫度下水浴30min。將改性后的竹炭充分洗滌、過濾至到濾液澄清為止,然后將這些竹炭烘干后裝袋并做好標(biāo)記。改性后的竹炭吸附效果的測(cè)定步驟:分別稱取不同溫度下的改性竹炭0.2g于四個(gè)不同的干燥的錐形瓶中。分別加入10mL濃度為2000mg/L的Pb(No3)2溶液和40ml的NaAC-HAC緩沖溶液。將四個(gè)錐形瓶放入恒溫振蕩器中在25℃的恒定溫度下振蕩1h。分別將四個(gè)錐形瓶過濾,并收集濾液,做好標(biāo)記。不同時(shí)間對(duì)改性效果的影響比較步驟:稱取1g竹炭于4個(gè)錐形瓶中分別做好標(biāo)記。分別加入10mL濃硝酸。在75℃的水浴溫度下分別水浴10min、25min、40min、70min。將改性后的竹炭充分洗滌、過濾至到澄清為止,烘干后裝袋標(biāo)記待用。改性后竹炭的吸附效果測(cè)定步驟:稱取改性竹炭0.2g于4個(gè)不同的干燥錐形瓶中。用移液管移取10m濃度為2000mg的Pb(No3)2溶液和40mL的NaAC-HAC緩沖溶液。再恒溫振蕩器中于25℃振蕩1h。分別過濾并收集濾液。實(shí)驗(yàn)用活性炭的再生實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備活性炭的洗滌:稱取活性炭5g于表面皿中,用純水多次洗滌,然后過濾、烘干,將洗好的活性炭收集裝袋待用。絡(luò)合劑溶液的配制:估算:假設(shè)活性炭的吸附量為90mg/g(最大值)檸檬酸的估算濃度為:C估=[(90×1.5g×4)/207.2]×210.14/150=3651mg/L稱取1.8g的檸檬酸,用燒杯溶解,轉(zhuǎn)移到500ml的容量瓶中,定容至刻度線。檸檬酸的濃度為:C=1.4×103/500×10-3=3600mg/l稱取3.6g實(shí)驗(yàn)用檸檬酸,用燒杯溶解,轉(zhuǎn)移到1000ml的容量瓶中,定容至刻度線。改性用鉛離子溶液濃度為1000mg,用原Pb(No3)2溶液稀釋到原來溶液的2倍。再生的步驟:稱取洗滌過的竹炭1.5g于錐形瓶中標(biāo)記為AC,往瓶中加入100m1、1000mg/L的Pb(No3)2溶液。將裝有活性炭和Pb(No3)2溶液的錐形瓶放入恒溫振蕩器中保持略大的頻率溫度在25℃下振蕩3h。三小時(shí)后取出容量瓶,過濾、收集濾液,記為濾液1,并將活性炭烘干記為AC1,稱重記為m1。將AC1全部盛入干燥的錐形瓶中,然后向其中加入150ml的絡(luò)合劑溶液在25℃中等頻率下恒溫振蕩3h。3h后取出容量瓶,過濾、收集濾液,標(biāo)記為濾液2,并將過濾的活性炭烘干,標(biāo)記為AC2,稱重,記為m2。另外取一個(gè)干燥的錐形瓶,將AC2盛入,并向其中加入100m、1000mg/L的Pb(No3)2溶液,放入恒溫振蕩器中,在25℃、略高的頻率下恒溫振蕩3h。3h后取出錐形瓶,過濾、收集濾液,標(biāo)記為濾液3,并將過濾后的活性炭烘干,標(biāo)記為AC3,稱重,記為m3。取濾液2100m1與AC3混合,并在25℃,略高頻率下恒溫振蕩3h。3h后取出錐形瓶,過濾、收集濾液,標(biāo)記為濾液4,并將過濾后的活性炭烘干,標(biāo)記為AC4,稱重,記為m4。將AC4放入一個(gè)干燥的錐形瓶中,并取100ml、1000mg/L的Pb(No3)2溶液放入其中。在25℃、略大頻率下恒溫振蕩3h。3h后取出錐形瓶,過濾、收集濾液,標(biāo)記為濾液5,并將過濾后的活性炭烘干,標(biāo)記為AC5,稱重,記為m5。用量筒取濾液480ml與m5混合,在25℃、略高頻率下恒溫振蕩3h。3h后取出錐形瓶,過濾、收集濾液,標(biāo)記為濾液6,并將過濾后的活性炭烘干,標(biāo)記為AC6,稱重,記為m6。將AC放入干燥的錐形瓶中,并向其中加入1000mg/L的Pb(No3)2溶液100ml在25℃、略大頻率下恒溫振蕩3h。3h后取出錐形瓶,過濾、收集濾液,標(biāo)記為濾液7,并將過濾后的活性炭烘干,標(biāo)記為AC7,稱重,記為m7。將AC放入干燥的錐形瓶中,并向其中加入1000mg/L的Pb(No3)2溶液100ml在25℃、略大頻率下恒溫振蕩3h。3h后取出錐形瓶,過濾、收集濾液,標(biāo)記為濾液8,并將過濾后的活性炭烘干,標(biāo)記為AC8,稱重,記為m8。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作表1標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)濃度(mg/L)00.51246810吸光度00.0150.0280.0480.0910.130.1890.206線性方程:y=0.0212x+0.0048相關(guān)系數(shù):R2=0.9918不同目數(shù)竹炭的吸附效果比較各個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算:原溶液的濃度:C0=2000×10/50=400mg/L吸附后溶液的濃度:C*=Cx50吸附量的計(jì)算公式:Г=[(C0-C*)×v/]m數(shù)據(jù)結(jié)果表2不同目數(shù)竹炭的吸附效果比較目數(shù)406080120吸光度0.08050.07950.07950.078濃度(mg/L)3.5713.5243.5243.453吸附量(mg/g)55.3655.9555.9556.84由表可得:隨著竹炭目數(shù)的增加,竹炭對(duì)鉛離子的吸附量增加,說明顆粒越細(xì)越容易吸附,但變化不明顯。竹炭改性對(duì)吸附效果的影響比較催化氧化法催化劑用量對(duì)吸附效果的影響表3催化氧化法催化劑的用量對(duì)吸附效果的影響催化劑用量/g0.050.0750.10.2吸光度0.1570.1540.15740.1545濃度(mg/L)7.1797.0387.2037.061吸附量(mg/g)55.1356.0154.9855.87由表可得:隨著催化劑的用量的增加,竹炭對(duì)溶液中的鉛離子的吸附量有個(gè)最大值,在催化劑的用量為0.075g左右的時(shí)候,竹炭對(duì)溶液中的鉛離子的吸附最好,但催化劑用量的影響不明顯。催化時(shí)間對(duì)吸附效果的影響表4催化氧化法催化時(shí)間對(duì)吸附效果的影響催化時(shí)間/min10203045吸光度0.1580.15950.1590.158濃度(mg/L)7.2267.2977.2747.226吸附量(mg/g)54.8454.3954.5454.84由表可得:隨著催化時(shí)間的增加,竹炭對(duì)溶液中的鉛離子的吸附量變化不大,在所選的時(shí)間范圍內(nèi)竹炭對(duì)溶液中的鉛離子的吸附量在45min的時(shí)候最大,但催化時(shí)間的影響不明顯。溫度對(duì)吸附效果的影響表5催化氧化法溫度對(duì)吸附效果的影響溫度/℃10204070吸光度0.1560.1580.16050.1575濃度(mg/L)7.1327.2267.3447.203吸附量(mg/g)55.4254.8354.1054.98由表可得:在所選定的溫度范圍內(nèi),隨著溫度的增加,竹炭對(duì)溶液中的鉛離子的吸附量略減,但是變化有略微的變動(dòng),在所選溫度范圍內(nèi)溫度為10℃左右的時(shí)候竹炭對(duì)溶液中的鉛離子的吸附效果最好。利用催化氧化法對(duì)竹炭進(jìn)行氧化的分析說明:用過氧化氫和鐵離子作催化劑時(shí),對(duì)竹炭的影響不明顯。濃硝酸氧化法濃硝酸氧化法溫度對(duì)吸附效果的影響表6濃硝酸氧化法溫度對(duì)吸附效果的影響溫度/℃10255075吸光度0.14950.1440.1230.0985濃度(mg/L)6.8256.5665.5754.420吸附量(mg/g)57.3458.9665.1572.38由表可得:隨著水浴溫度的增加,竹炭對(duì)溶液中的鉛離子的吸附量增加,在所選定的溫度范圍內(nèi),最佳催化溫度為75℃。濃硝酸氧化法水浴時(shí)間對(duì)吸附效果的影響表7濃硝酸氧化法水浴時(shí)間對(duì)吸附效果的影響時(shí)間/min10254575吸光度0.11860.10510.09020.0723濃度(mg/L)5.3684.7314.033.18吸附量(mg/g)66.4570.4374.8280.10由表可得:隨著水浴時(shí)間的增加竹炭對(duì)溶液中的鉛離子的吸附量增加,在所選時(shí)間內(nèi),最佳催化時(shí)間為75min。對(duì)濃硝酸氧化法的分析說明:在濃硝酸的強(qiáng)氧化性下,對(duì)活性炭改性后效果比較明顯,由于條件設(shè)計(jì)的不太合理,所以可能隨溫度的升高和時(shí)間的延長(zhǎng),改性活性炭的吸附量仍有繼續(xù)增大的空間。實(shí)驗(yàn)室用活性炭的改性(濃硝酸氧化法)不同溫度氧化對(duì)改性效果的影響表8濃硝酸氧化法水浴溫度對(duì)改性活性炭吸附效果的影響溫度/℃10254575吸光度0.085360.086420.082180.07953濃度(mg/L)3.83.853.653.525吸附量(mg/g)98.1899.0499.0999.12由表可得:隨著溫度的增加竹炭對(duì)溶液中的鉛離子的吸附量逐漸趨于平穩(wěn),在所選溫度范圍內(nèi),可初步判斷當(dāng)催化溫度為10℃的時(shí)候效果最佳,但是波動(dòng)較小,但是效果不明顯。不同時(shí)間氧化對(duì)改性效果的影響表9濃硝酸氧化法水浴溫度對(duì)改性活性炭吸附效果的影響時(shí)間/min10254575吸光度0.085360.086420.082180.07953濃度(mg/L)3.83.853.653.525吸附量(mg/g)98.1899.0499.0999.12由表可得:隨著時(shí)間的增加竹炭對(duì)溶液中的鉛離子的吸附量在一定范圍出現(xiàn)一個(gè)較好的結(jié)果,在指定的時(shí)間范圍內(nèi),在25min左右的時(shí)候竹炭對(duì)溶液中的鉛離子的吸附效果最好,但是氧化時(shí)間對(duì)改性效果影響不明顯。實(shí)驗(yàn)用活性炭的再生結(jié)果與數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理AC的質(zhì)量為:mAC=1.5g稀釋前的濃度為:C*=0.25mg/L用AC與Pb2+溶液吸附得AC的吸附量為:Г=[(C0-C*)×v/]m=[(1000-0.25)×100]/1.5×1000=66.65mg/gmAC1=1.44C濾液1=0.25mg/L由于過濾的損失得AC1中Pb2+的質(zhì)量為:m1pb2+=66.65×1.44=95.976mg加入絡(luò)合劑后濾液2中Pb2+的質(zhì)量為:m2pb2+=4.875×0.15=0.731mg絡(luò)合劑對(duì)AC1的解析率為:0.731/95.976=0.762%mAC2=1.13gC濾液2=4.785mg/L用再生后的AC2與Pb2+溶液吸附得AC2的吸附量為:Г=[(C0-C*)×v/]m=[(1000-5.85)×100]/1.13=87.98mg/gmAC3=1.07gC濾液3=5.85mg/L由于過濾的損失得AC3中Pb2+的質(zhì)量為:m3pb2+=87.98×1.07=94.139mg100ml的濾液2中Pb2+的質(zhì)量為:m2pb2+’=4.875×0.1=0.4875mg加入濾液2后吸附再過濾得濾液4中Pb2+的質(zhì)量為:M4pb2+=5.925×0,1=0.5925mg由濾液2從AC3中解析下來的Pb2+的質(zhì)量為:m解=0.5925-0.4875=0.105mg濾液2對(duì)AC3的解析率為:0.105/94.139=0.112%mAC4=1.07gC濾液4=5.925mg/L用AC4與Pb2+溶液吸附得AC4的吸附量為:Г=[(C0-C*)×v/]m=(1000-6.25)/0.96=103.52mg/g由于過濾的損失得AC5Cpb2+=103.52×0.89=92.13mg80ml的濾液4中Pb2+的質(zhì)量為:m4pb2+’=5.925×0.8=4.74mgmAC5=0.89gC濾液5=6.25mg/L由濾液4從AC5中解析下來的Pb2+的質(zhì)量為:m解=6.08-4.74=0.134mg濾液4對(duì)AC5的解析率為:0.134/92.13=0.145%mAC6=0.75gC濾液6=7.6mg/L用AC6與Pb2+溶液吸附得AC6的吸附量為:Г=[(C0-C*)×v/]m=[(1000-6.25)×0.1]/0.75=132.45mg/gmAC7=0.72gC濾液7=6.65mg/L由于濾液8的濃度比濾液6的濃度大,則濾液6對(duì)AC7沒有解析的作用,而是AC7對(duì)濾液6有吸附作用。AC7對(duì)濾液6的吸附量為:Г=[(C0-C*)×v/]m=[(7.6-5.95)×0.05]/0.72=0.1146mg/g數(shù)據(jù)表格活性炭質(zhì)量/g濾液濃度(mg/L)吸附量(mg/g)絡(luò)合劑對(duì)活性炭的解析率AC1.5濾液10.2566.65-AC11.44濾液24.785-0.76%AC21.13濾液35.8587.95-AC31.07濾液45.925-0.11%AC40.96濾液56.25103.52-AC50.89濾液67.6-0.15%AC60.75濾液76.65132.45-AC70.72濾液8對(duì)活性炭的解吸效果分析:所選用的解吸劑檸檬酸鹽解吸效果差,可能需要與鉛離子具有更強(qiáng)絡(luò)合作用的解吸劑?;钚蕴吭诮?jīng)反復(fù)吸附與解吸后,吸附能力反而上升,可能有兩個(gè)原因一是活性炭同樣吸附了檸檬酸鹽分子,檸檬酸鹽分子對(duì)鉛離子有一定的絡(luò)合能力,故造成活性炭的吸附能力逐級(jí)上升;二是活性炭經(jīng)過多次吸附與解吸,活性炭的孔隙可能更通暢,吸附量增多。

結(jié)論由本實(shí)驗(yàn)的竹炭對(duì)硝酸鉛溶液進(jìn)行吸附的數(shù)據(jù)可得:隨著竹炭目數(shù)的增加,竹炭對(duì)鉛離子的吸附量增加,說明顆粒越細(xì)越容易吸附,但變化不明顯。對(duì)于竹炭的改性由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出用Fe2+做催化劑,過氧化氫做氧化劑的改性效果不明顯,而用濃硝酸做氧化劑對(duì)竹炭進(jìn)行改性效果比較明顯,在所設(shè)定的條件范圍內(nèi)最佳的改性條件為:75℃的催化溫度,75min的改性時(shí)間。對(duì)于用濃硝酸對(duì)活性炭改性的數(shù)據(jù)可得:隨著所選定條件的改變竹炭對(duì)溶液中的鉛離子的吸附量在一定范圍內(nèi)出現(xiàn)一個(gè)較好的結(jié)果,但是效果都不明顯。初步判斷在所給的條件范圍內(nèi),改性的最佳條件為:10℃的催化溫度,25min的催化時(shí)間。對(duì)活性炭的解吸分析:所選用的解吸劑檸檬酸鹽解吸效果差,應(yīng)該需要與鉛離子具有更強(qiáng)絡(luò)合作用的解吸劑。活性炭在經(jīng)反復(fù)吸附與解吸后,吸附能力反而上升,可能有兩個(gè)原因,一是活性炭同樣吸附了檸檬酸鹽分子,檸檬酸鹽分子對(duì)鉛離子有一定的絡(luò)合能力,故造成活性炭的吸附能力逐級(jí)上升;二是活性炭經(jīng)過多次吸附與解吸,活性炭的孔隙可能更通暢,吸附量增多。

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