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水溶液中鉛和鉻在活性炭上的吸附研究
文章作者:韓研網絡部 更新時間:2019-10-31 15:02:02

  隨著對日常生活的需求增長,促使從基礎生產到其他奢侈品生產的所有工業領域蓬勃發展。但是工業的發展增加了污染水平,鉻和鉛是廢水中的常見污染物,這些廢水來自電鍍,油漆制造廠,紡織制造,鋼鐵,皮革鞣革,陶瓷和玻璃工業,石油精煉,電池制造,采礦作業和其他金屬精加工行業等眾多工業活動。由于它們有毒且不可降解,它們對整個生態系統都有重大影響。為了克服這些問題,我們研究了從植物葉片制備的酸活性炭對水溶液中Pb(II)和Cr(VI)離子的吸附能力。通過掃描電子顯微鏡(SEM)研究所制備的活性炭的形態,并研究了溶液的pH值,吸附劑質量,接觸時間,初始離子濃度和溫度對吸附過程的影響,并確定了合適的吸附條件。

  酸性活性炭表面的形態

  使用掃描電子顯微鏡(SEM)研究了活性炭的形態。結果顯示在圖1中。圖1a清楚地表明存在許多空孔和空洞,這促進了吸附過程,而圖1b顯示這些空洞中充滿了鉛(II)和鉻(VI)離子,表明活性炭具有良好的吸附效率。

  圖1:(a)吸附前活性炭表面的SEM;(b)吸附后的活性炭表面的SEM。

  活性炭對鉛(II)和鉻(VI)離子的吸附條件測試

  pH的影響:系統的吸附效率在很大程度上取決于溶液的pH值。圖2中顯示的數據突出顯示了pH值對Pb(II)和Cr(VI)離子在活性炭上的吸附的影響。在pH 4.6和4下,Pb(II)和Cr(VI)的吸附增加并達到最大值。pH值高于6時,吸附活性降低。這可以歸因于游離離子的減少是由于在較高的pH范圍內形成羥基配合物,金屬離子隨后沉淀。因此,去除效率急劇下降。另一方面,在低于合適pH的pH值下,H+和金屬離子爭奪活性炭表面上相同活性位點上的相同活性位點可能會阻礙吸附活性。

  圖2:pH對活性炭上鉛(II)和鉻(VI)離子吸附的影響。

  金屬離子濃度的影響:使用0.80 g和1.00 g的活性炭在50至300 mg/L的各種濃度的Pb(II)和Cr(VI)濃度下進行Pb(II)和Cr(VI)離子的吸附。圖3中的結果表明,Pb(II)和Cr(VI)離子的最大吸附量分別為50和70 mg/L。這可以歸因于以下事實:隨著濃度的增加,活性部位被覆蓋并飽和。

  圖3:金屬離子濃度對吸附效率的影響。

  接觸時間的影響:使用較早獲得的合適活性炭劑量為0.80和1.0 g/100 mL,研究了接觸時間對Pb(II)和Cr(VI)離子在活性炭上吸附的影響。實驗是在25°C的合適金屬離子濃度值下進行的。Pb(II)和Cr(VI)離子分別為50.0和70.0 mg/L。如圖4所示,所研究的金屬在100和120分鐘后的最大去除效率達到98%和96%。而且,接觸時間的進一步增加對兩種金屬離子的去除沒有顯著影響。

  圖4:時間對活性炭上鉛(II)和鉻(VI)離子去除效率的影響。

  實驗可以得出結論,活性炭可以作為物美價廉且環保的吸附材料,用于從水溶液中去除Pb(II)和Cr(VI)離子。Pb(II)和Cr(VI)離子的極限去除效率分別為98%和96%,分別在100分鐘和120分鐘內獲得。當吸附劑質量增加到最適劑量Pb(II)為0.8 mg/L和Cr(VI)為1.0 mg/L時,吸附效率逐漸提高。發現吸附的合適溫度為40.0°C。在pH分別為4.6和4.0時,能大程度地去除了Pb(II)和Cr(VI)離子。此外,對于兩種金屬離子,發現吸附過程都是吸熱的,自發并遵循偽一級動力學。活性炭還可以重復使用三次。

文章標簽:椰殼活性炭,果殼活性炭,煤質活性炭,木質活性炭,蜂窩活性炭,凈水活性炭.

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