改性活性炭对水溶液中氟离子的吸附性能
活性炭吸附技术在水处理中的应用
溶剂中的溶解度和溶质与吸附剂之间的范德华力、化学键力和静电引力。
通常上，活性炭交互作用下是一个非常复杂的过程。
它是一种通过物理吸附、化学吸附、交换吸附、氧化、催化氧化和活性炭还原去除水中污染物的水处理方法。
3 活性炭在水处理方面的应用3.1 活性炭吸附法应用于吸附重金属离子活性炭对重金属离子的吸附除表面积大、孔道发达、空腔容量大外，还取决于活性炭表面的稳定性和可调节性，活性炭表面含氧和含氮官能团的存在可以改变重金属的化学性质。
因现代化工业不断的发展中，大量的重金属离子不断地从工业废水中分散出来，存有极大的安全隐患。
对此，利用活性炭的结构密度特点，可以不断地优化活性炭链接式的密度结构，从而加快对重金属离子的吸附、分解[3]。
近年来，多元化的行业不断新起，工业技术优化中不断产生重金属离子的废水。
活性炭身上有很多的化学、物理性质，可以有效地去除重金属离子，对其进行吸附。
且在重金属离子中六价铬的金属最多，其以各种不一样的形式存在于水中，其结构中所含的pH 值也是不同的。
而且，活性炭微孔结构可以很好地对重金属的阴离子进行吸附，从而改性重金属中含有的元素，使其表面吸附的负价铁、其他正价金属会发生交互作用，尤其是六价铬，会对铬产生化学吸附，从而去除水中的微量铬。
改性活性炭可用于电镀废水中铬的处理，吸附水可达到国家排放标准。
3.2 活性炭吸附法应用于吸附水中有机物活性炭对水中有机污染物具有良好的吸附能力。
活性炭的亲水性优于亲油性炭。
因此，活性炭对含油废水的吸附一般是采用其他方法吸附油脂，然后再用活性炭进行二次吸附。
用这种方法吸附后的废水含油量将降低到0.1～0.2mg/L 。
二是吸附含重金属离子的污水。
例如酚类化合物、苯类化合物、石油和石油产品等具有很强的吸附能力，还可以去除生物法pH 和其它化学法难以去除的有机污染物、除草剂、杀虫剂、农药等异味；亚甲基蓝表面活性剂、合成染料、含有胺类、合成洗涤剂及多元化合成的有机物同时也具备吸附能力，可有效去除水中杂质[4]。
活性炭吸附法实验报告
活性炭吸附法实验报告活性炭吸附法实验报告引言：活性炭是一种具有高度孔隙结构和吸附能力的材料，广泛应用于环境治理、水处理以及空气净化等领域。
本实验旨在探究活性炭吸附法在去除水中有机污染物方面的效果，并分析吸附过程中的影响因素。
实验方法：1. 实验材料准备：活性炭样品、去离子水、有机污染物溶液。
2. 实验仪器：烧杯、滴定管、磁力搅拌器、分光光度计等。
3. 实验步骤：a. 准备一定浓度的有机污染物溶液。
b. 在烧杯中加入一定量的活性炭样品。
c. 将有机污染物溶液加入烧杯中，并使用磁力搅拌器进行搅拌。
d. 在一定时间间隔内，取出一定量的溶液样品进行分析。
e. 使用分光光度计测定溶液中有机污染物的浓度。
实验结果：通过实验测定，我们得到了活性炭吸附有机污染物的吸附效果。
在一定时间范围内，随着活性炭样品的加入，有机污染物的浓度逐渐降低。
吸附效果与活性炭样品的质量、孔隙结构以及有机污染物的性质有关。
讨论：1. 活性炭的孔隙结构对吸附效果的影响：活性炭具有丰富的孔隙结构，包括微孔、介孔和宏孔。
微孔对小分子有机物具有较高的吸附能力，而介孔和宏孔则对大分子有机物具有较高的吸附能力。
因此，在选择活性炭样品时，需要考虑有机污染物的分子大小与活性炭孔隙结构的匹配程度。
2. 活性炭样品质量对吸附效果的影响：活性炭样品的质量与其表面积和孔隙体积密切相关。
表面积越大，孔隙体积越大，吸附效果越好。
因此，在实际应用中，选择具有较大表面积和孔隙体积的活性炭样品可以提高吸附效果。
3. 有机污染物性质对吸附效果的影响：不同的有机污染物具有不同的化学结构和性质，对活性炭的吸附能力也有所差异。
有机污染物的极性、分子大小以及溶解度等因素都会影响其与活性炭的相互作用。
因此，在实际应用中，需要根据有机污染物的性质选择合适的活性炭样品。
结论：通过本实验，我们验证了活性炭吸附法在去除水中有机污染物方面的有效性。
活性炭的孔隙结构、质量以及有机污染物的性质都对吸附效果有影响。
活性炭检测标准
活性炭检测标准活性炭是一种具有高度孔隙结构和大表面积的吸附剂，广泛应用于水处理、空气净化、医药、食品加工等领域。
活性炭的质量直接影响到其吸附性能和应用效果，因此对活性炭的检测标准至关重要。
一、外观检测。
活性炭的外观检测主要包括颜色、形状、表面光泽等方面。
合格的活性炭应呈黑色或暗灰色，颗粒形状规整，表面应有一定的光泽。
外观检测可以直观地判断活性炭的制备工艺和质量。
二、理化性能检测。
1. 孔隙结构分析。
活性炭的吸附性能与孔隙结构密切相关，因此对孔隙结构的分析是活性炭检测的重要内容。
包括孔径分布、比表面积、孔容等参数的测试，可以通过氮气吸附法、BET法等进行检测。
2. 碘值测定。
碘值是衡量活性炭吸附能力的重要指标，也是活性炭检测中常用的方法之一。
通过测定单位质量活性炭对碘的吸附量，可以评估活性炭的吸附性能。
3. 灰分含量测定。
灰分含量是评价活性炭质量的重要参数之一，高灰分含量会降低活性炭的吸附性能。
因此，灰分含量的测定对于活性炭的质量控制至关重要。
三、吸附性能检测。
1. 水溶液中重金属离子吸附实验。
活性炭在水处理领域的应用较为广泛，因此对其对水溶液中重金属离子的吸附性能进行检测至关重要。
通过模拟水处理过程，测定活性炭对不同重金属离子的吸附效果，评估其吸附性能。
2. 甲醛吸附实验。
活性炭在空气净化领域的应用也备受关注，因此对其对甲醛等有害气体的吸附性能进行检测同样重要。
通过模拟空气中甲醛浓度，测定活性炭对甲醛的吸附效果，评估其在空气净化中的应用性能。
四、其他指标检测。
除了上述主要的检测项目外，活性炭的质量还需要考虑其他指标，如吸附速率、耐水性、耐磨性等。
这些指标的检测可以全面评估活性炭的质量和应用性能。
总结：活性炭检测标准涉及外观检测、理化性能检测、吸附性能检测和其他指标检测等多个方面，通过对这些指标的全面检测，可以全面评估活性炭的质量和应用性能。
制定严格的检测标准，对于保障活性炭产品质量、推动行业健康发展具有重要意义。
活性炭纤维对水中重金属离子的吸附分析
活性炭纤维对水中重金属离子的吸附分析高飞飞（阜阳创业水务有限公司，安徽 阜阳 ２３６０００）摘 要：将活性炭纤维作为去除废水中重金属离子的吸附剂，综合分析活性炭纤维对水中镉离子、镍离子以及铜离子三种常见重金属离子的吸附效果。
构建对应的活性炭纤维吸附水中重金属离子的线性模式，在此基础上综合探究活性炭纤维的吸附规律。
关键词：活性炭纤维；重金属离子；吸附实验中图分类号：ＴＧ２９２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１９）０９－０２２１－２Adsorption Analysis of Heavy Metal Ions in Water by Activated Carbon FiberGAO Fei-fei（Ｆｕｙａｎｇ Ｐｉｏｎｅｅｒ Ｗａｔｅｒ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｆｕｙａｎｇ ２３６０００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｆｉｂｅｒ ｗａｓ ｕｓｅｄ ａｓ ａｄｓｏｒｂｅｎｔ ｔｏ ｒｅｍｏｖｅ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｉｏｎｓ ｉｎ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ， ａｎｄ ｔｈｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｆｉｂｅｒ ｏｎ ｃａｄｍｉｕｍ ｉｏｎｓ， ｎｉｃｋｅｌ ｉｏｎｓ ａｎｄ ｃｏｐｐｅｒ ｉｏｎｓ ｗａｓ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｌｉｎｅａｒ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｆｉｂｅｒ ａｄｓｏｒｂｉｎｇ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｉｏｎｓ ｉｎ ｗａｔｅｒ ｗａｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｌａｗ ｏｆ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｆｉｂｅｒ ｗａｓ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ ｅｘｐｌｏｒｅｄ ｏｎ ｔｈｉｓ ｂａｓｉｓ．Keywords: ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｆｉｂｅｒｓ； ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｉｏｎｓ； ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ重金属离子处理方法包括沉淀、膜分离和生物方法，但是上述方法有缺点，沉淀法成本高，产生新的污染物，因此在应用上存在局限性。
表面化学改性活性炭对有机物吸附的研究进展
Ｐ 叠 ｅ ｉ ｕ ｆ ｃ ｅ ｃ ｏ ｉ ｃ ｔ ｎ ｏ ｔｖ ｔｄ Ｃａ ｂ ｎ ｆ ｒＡｄ ｏ ｐ ｏ ｆＯｒ ａ ｉ ｕ ｓａ ｃ ｍ ｒ ｎ Ｓ ｒａ ｅＣｈ ｍｉ Ｍ ｄ ｆ ａ ｉ ｆＡｃ ａ ｅ ｒ ｏ ０ ｓ ｒ ｔ ｎ ｏ ｇ ｎ ｃＳ ｂ ｔ ｎ ｅ ａｌ ｉ ｏ ｉ ｉ
官能团进行氧化处理 ．从而提高表面的酸性含氧基 有机物质及胶体颗粒等都有很强的吸附能力 。活性 如羧 基 、 羟基 、 基 等 ； 面零 电 势点 的 酚 酯 表 炭对有机物的吸附与活性炭本身的性质 、 有机物性 团 的含量 。 ｐ 降 低 ； Ｈ 同时 增强 了表 面的极 性 ， 方面 活 性炭 与 一 质 、吸附条件都有关系，具体包括活性 炭的 比表面 水的亲和力增大了．另一方面活性炭对极性有机物 积 、 径 分 布 、 质 含量 、 水 性 、 面 官 能 团 的 含 孔 杂 疏 表 的 亲 和 力 也 增 大 了 常 用 的 氧 化 剂 主 要 有 Ｈ １ Ｃ。 量 等物 理 和 化学 性 质 ｌ 机 物 本 身 的 性 质 。 极 性 、 有 如
维普资讯
第ｌ ９卷 增 刊 第 ２期 ２０ ０ ６年 ｌ ２月
江 苏 环 境 科 技
Ｊａ ｇ ｕ Ｅｎ ｉ。 ｍ ｅ ｔ １Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔｅ ｈ 。。 Ｙ ｉｎ ｓ ｖｒ ｎ ｎ ａ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ １ｇ
பைடு நூலகம்
Ｖ １ ９ ｓｐ ． ｏ． ｕ ｐ２ １
活 性 炭 是 一 种 常 用 的 吸 附 剂 ．为 黑 色 多 孔 固
１ 氧化 改 性
体。 孔隙结构发达 ， 具有巨大的比表 面积 ， 一般 可高 达 ｌ００ ３０ ０ ０ ０ ｍ２ｇ－对 气 体 、 液 中的 无 机 或 －－． 溶
改性活性炭对水溶液中氟离子的吸附性能
８ｈ 之后 洗 涤 至 无氯 离 子 ， 后 于 １０ｏ 下 烘 干 ， 最 ２ Ｃ； 能， 且具有无 毒性 、 和低溶 出率等特性 ， 在去除水 制 得 活性 炭负 载氧化 镁 （ Ｏ— Ｃ） Ｍｇ Ａ 除氟剂 ． 中的有 害 物 质 的 同 时 还 不 会 造 成 二 次 污 染 ］ ． １ ２ ２ 分 析 方 法 采 用 ＪＭ 一 ６ ０ Ｖ型 环 境 ．． Ｓ ５ １Ｌ 活性 炭作 为 一 种 具 有 显 著 吸 附 性 能 ， 巨大 比表 面 扫描 电镜对 活 性炭 负 载 氧化 镁前 后 样 品进行 表 面 积， 发达 的孔 隙 结 构 和 稳 定 化 学 性 质 的 吸 附 材 料 广泛 应 用在 给 水 处 理技 术 中． 接 采 用 活 性 炭 吸 直 形 态 分析 ．
贺志丽 ， 贺志霞 ，瑞琴 ２陈 ２
（ ．武汉理工大学资源与环境工程学院， １ 湖北 武汉 ４０７ ； ３０ ０ ２ ．青州市市立医院， 山东 青州， ２０ ） ２ ５０ ６
摘 要： 选用氧化镁改性 活性 炭（ Ｏ—Ａ ） Ｍｇ Ｃ 为新型吸附剂 ， 于去除水 溶液 中的氟离 子． 用 系统 地研究 了反应
烟煤 ， 使用前用 ０ １ ．Ｍ的 Ｈ １ Ｃ 溶液进行酸洗脱矿预 氟是人体 和动物必须 的微量 元素之一． 适量 处 理 ．
１ ２ 实验 方法 ．
氟 的摄人 ， 以有 效 减少 龋齿 等 骨 骼 疾病 的发 生 ． 可
但长期饮用 高含氟水 ， 可造成牙 齿脱 落、 质疏 １２ １ 吸 附剂的制备 称取 一定质量 的 Ｍ Ｃ ・ 骨 ． ． ｇ１ 松 、 节僵 硬 ， 至瘫 痪 等疾 病 的发 生 … ． 关 甚 因此 ， 对 ６ 配制 ０３Ｍ 的 Ｍ Ｃ Ｈ ０， ． ｇ ｌ溶液备用． 预处理 的活 将 水溶 液 中的氟 离 子浓 度 必 须控 制 在 一定 浓 度范 围 性炭与配 制好 的 Ｍ Ｃ 液按 质 量 （ ） ｇｌ溶 ｇ 与体 积 之内． 中国， 在 饮用水 中氟离子浓度 的安全界定范 围为不高于 １０ｍ ／ ． ． ｇＬ 在众 多 的 除 氟 方 法 中 Ｉ］ 吸 附 法 因操 作 简 ６，
生物质活性炭的制备及应用进展
1
生物质活性炭的原料
生物炭的原料来源十分广泛， 据文献报道， 许
［3 ， 4 ］ ［5 ］ 、 核桃壳 、 胡桃
多农林业副产物， 例如枣核 壳 根
［6 ］ ［13 ］ ［9 ］
［7 ， 8 ］ ［9 ， 10 ］ ［11 ， 12 ］ 、 、 、 、 废茶叶 玉米芯 椰子壳 甜菜 ［14 ］ ［15 ］ ［9 ］ 、 花生壳 、 稻谷壳 、 棉花壳 、 香蕉
http： / / www． hxtb． org
化学通报 2016 年 第 79 卷 第 3 期
［31 ， 32 ］
·基团
。微
3. 2
表面还原改性
波辐射加热还适用于物理活化法制备生物质活性 ［33 ］ 炭。Yang 等 以椰壳为原料， 分别以 CO2 、 水蒸 气以及两者的混合气为活化剂， 采用微波辐射的 2079 比表面积分别为 2280 、 方法制备了活性炭，
Characteristics of activated carbon from biomass
* SA： surface area，MB： Methylene blue adsorption
化学活化法是将原材料浸渍在活化剂如 ZnCl2 、FeCl3 、H3 PO4 、KOH、K2 CO3 、CH3 COOK、 H2 SO4 和 NaOH 中， 然后在惰性气体的氛围中加 热炭化， 温度范围在 400 800ħ ， 通常是将炭化 和活化一步完成， 在较低的温度下即可进行， 而且 H PO 部分活化剂如锌盐和 3 4 很容易回收再利用， 但是化学活化使用了化学试剂， 可能会带来一定 ［27 ］ 的环境污染 。 物理活化法是用 CO2 、 空气或者水蒸气为活 化剂， 使用物理活化方法时， 高温热解和活化通常 是两个阶段。 在热解阶段， 原料在惰性气体氛围 中于 400 800ħ 温度范围内炭化， 所得到的炭具 有一定的孔结构； 第二阶段是在高温下有控制地 用活化剂对生物炭进行活化， 增加孔的数量， 得到 最终 需 要 的 活 性 炭。 CO2 由 于 原 料 易 得， 在 800ħ 左右反应速率较慢， 活化过程容易控制且无 污染， 是物理活化中常用的活化剂。 CO2 活化主
禽毛活性炭对水中氟离子的吸附性能研究
氟对人体来说是必需的微量元素,缺氟易 患頻齿病,但长期摄入过量氟会导致骨质疏松 和骨骼变形叭我国部分地区地下水中的氟离 子浓度超标严重,亟需开发一种简便、快速、低 廉的水中氟离子去除方法。活性炭作为一种 特殊的碳质材料，以其孔结构发达、比表面积 大、稳定性好、吸附能力强等优点,在水质净化 领域得到了广泛应用％禽毛是畜牧业和农副 产品加工业的一种废弃物，若不妥善处置可能 对生态环境带来影响。禽毛作为家禽覆盖毛,
粗蛋白含量高达80%叫以禽毛为原料制备生 物质活性炭,原料充足且价格低廉，同时可以
达到废物资源化利用的目的。 将禽类羽毛直接用于水质净化的研究已
有零星报道。魏世锦等⑷通过蒸汽闪爆处理山 羊毛和鸡毛，考察了其对废水中染料吸附的影 响。利用禽毛制得活性炭再进行水质净化方 面的研究不多,仅发现有研究者将禽毛制备活 性炭的方法申请了发明专利，称其含炭量高、 灰分含量低且孔隙发达,可将其用于去除水中 有害物质讥本文主要利用碱处理和酸处理制 得禽毛活性炭，将其用于水中氟的吸附去除, 考察了其吸附动力学和热力学,为禽毛活性炭 的应用提供理论支持。
Wang Shuai1, Diao Lingling1, Yi Hailing2 (l.Chengyang Substation of Qingdao Municipal Bureau of Ecology and Environment, Qingdao 266109, China;
2.Resource and Environment College of Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109, China)
活性炭的吸附性能
在应用吸附法处理水时，通常水中不是含有单 一的污染物质，而是多组分污染物同时存在于液相 中。由于性质不同，在吸附时它们之间可以互相促 进或互相干扰。一般情况下，多组分吸附时分别的 吸附容量比单组分吸附时低，但有时活性炭对多组 分的总吸附效果较单一组分要高。
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活性炭的吸附性能是由活性炭及吸附质的物 理化学性质共同作用决定的。现从吸附等温线的形 状变化分析研究这些因素对活性炭吸附的影响：
1)活性炭孔径相同，比表面积增加时，吸附容 量增加，吸附等温线向上方扩大；比表面积相同， 孔径变小时，在低浓度领域中的吸附力增加，吸附
等温线的形状向低浓度一侧压缩。
2)活性炭的表面极性增大，水与炭表面的结合 力增强，有效吸附容量减少吸附等温线向下方压 缩；同时，由于活性炭与疏水性吸附质结合力的变 弱，吸附等温线向高浓度侧扩大。
(4)溶液温度的影响
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吸附剂吸附单位重量的吸附质放出的总热量 称为吸附热，吸附热越大，温度对吸附的影响就越 大。另一方面，温度对物质的溶解度也有影响，因 此对吸附也有影响。一般用活性炭处理水时，温度 对吸附的影响不显著。
(5)多组分吸附质共存的影响
Байду номын сангаас
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8"-&39;30 目范围较宜。活性炭的机械耐磨强度， 直接影响活性炭的使用寿命。
(2)吸附质的性质
活性炭吸附溶质的量与溶质在溶剂中的溶解 度有关，如活性炭从水中吸附有机酸的次序是按甲
酸一乙酸～丙酸一丁酸的顺序增加，溶解度越小， 活性炭越易吸附，对同一族物质的溶解度随分子链 的加长而减小，而吸附容量是随同系物的系列上升 或分子量的增加而增加。活性炭是一种非极性的吸 附剂，对水中非极性物质的吸附能力大于极性物 质，可以在极性溶液中吸附非极性或极性小的物
活性炭的再生及改性进展研究
活性炭的再生及改性进展研究活性炭是一种具有优良吸附性能的材料，广泛应用于气体净化、水处理、脱硫脱氮等领域。
随着活性炭使用时间的增长，其吸附性能逐渐减弱，导致使用寿命缩短。
为了解决活性炭使用寿命以及资源浪费的问题，研究人员开始对活性炭进行再生和改性的研究。
活性炭的再生主要包括热解再生、酸洗再生和微生物再生等方法。
热解再生是最常用的方法之一，通过高温处理活性炭，使其表面的污染物和吸附物质脱附，从而恢复其吸附能力。
酸洗再生是利用酸溶液对活性炭进行处理，溶解表面的污染物，然后用水洗涤，使其恢复吸附性能。
微生物再生是利用活性炭上生长的微生物降解吸附物质，使其重新获得吸附能力。
这些再生方法虽然能够恢复活性炭的吸附性能，但也存在一定的限制，如再生效果不稳定、再生成本高等问题。
为了改善活性炭的吸附性能，研究人员还进行了一系列的改性研究。
常见的改性方法包括物理改性和化学改性。
物理改性主要通过改变活性炭的孔径和表面形貌来提高其吸附性能。
采用高温处理、压缩和活化等方法可以增加活性炭的孔隙度和比表面积，从而增强其吸附性能。
化学改性主要是通过在活性炭表面引入功能基团或进行表面修饰，改变其化学性质来提高吸附性能。
常见的化学改性方法包括氧化改性、硝化改性、硫化改性等。
这些改性方法能够显著改善活性炭的吸附性能，提高其对特定污染物的吸附选择性。
近年来，还出现了一些新型的活性炭再生和改性技术。
采用超临界流体提取技术可以高效地去除活性炭表面的吸附物，使其再生效果更好。
利用纳米材料修饰活性炭表面可以提高其吸附性能，并增加其应用范围。
利用天然有机物对活性炭进行改性，可以提高其抗氧化性、抗高温性和抗湿度性，从而延长其使用寿命。
这些新型技术为活性炭的再生和改性提供了新的途径和思路。
活性炭的再生和改性研究对于延长其使用寿命、提高吸附性能具有重要的意义。
虽然目前已经取得了一些进展，但仍然存在一些问题和挑战，如再生效果的不稳定、再生成本的高昂等。
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1
பைடு நூலகம்1． 1
实
材
验
料
－
F 储 备液 由 所采用 的 实 验 药 剂 均 为 分析 纯，
0907 收稿日期: 2011-
除率． 改变实验条 件， 按 照 上 述 方法 测定 不 同 实 验
作者简介: 贺志丽( 1980 － ) ， 女， 山东潍坊人， 博士研究生． 研究方向: 环保材料及其在水污染控制中的应用．
分别利用 伪 一 级、 伪 二级 动 力 学方程 对 动 力 学实验数据进行 拟 合． 拟 合 结 果 如 表 1 所 示． 对 反 应动力学 模型 拟 合的 效果， 伪 一 级 吸附动 力 学拟 2 合的相关系数 ( R ) 较 低， 并 且 计算 所 得 平衡 吸附 量 q e， cal 远 低 于 实 验 值 q e， exp ． 而 伪 二级 动 力 学方程 拟合线性 相 关性 很 好， 通过 伪 二级 吸附动 力 学方 程计算 出 的 q e， 说 明 伪 二级 动 力 学 cal 与 q e， exp 相 近 ， 模型包含的 吸附 过 程， 能够更为真实的反应染料 在 MgO － AC 复合材料上的吸附机理．
2． 2
吸附动力学分析
吸附动力学反映 的 是 吸附 过 程中吸附 随 时间 变化的情况． 通过 动 力 学 的研究 不 仅 可以 预测 吸 附 质的 迁 移 规律 及 吸附 质与 吸附 剂 之 间 的 动 态 相 互作用， 而 且 从 动 力 学数据中 可以 更 好 的理 解 吸 附机理． 目前常 采用 伪 一 级 动 力 学 模型 ( Pseudo － first － order model) 和伪二级动 力 学 模型 ( Pseudo －
［11 － 12 ］
: ( 2)
q e 为 平衡 式( 2 ) 中: q t 为 t 时 吸附 量 ( mg / g ) ， t 为 吸附 时间 ( min ) ， k2 为 二级 时吸附量 ( mg / g ) ， 吸附速率常数( g / ( mg min) ) ． 图 2 是在氟化钠溶液初始质量浓度为 10 ～ 70 mg / L， 吸附 剂 投 加 量 为 2． 8 g / L， 溶液 初 始 pH 值 为 7． 0 的条件下测定的． 由图 2 可见， 吸附初始， 氟 吸附 量 随 接 离子在 MgO － AC 上的吸附 速 度 很 快， 触时间增加而快 速 增 大， 随 着 时间 的 延 长， 吸附 量 180 min 后 吸附 趋 于 平衡． 同 时 发 现， 增加减缓， 氟 离子的初始浓度 对 吸附 平衡 时间 无 影 响． 因 此， 后 续试验所采用的反应时间均为 180 min．
第 34 卷第 1 期 2012 年 1 月 2869 ( 2012 ) 1004305 文章编号: 1674-
武
汉 工 程 大 学 学 J． Wuhan Inst． Tech．
报
Vol． 34 No． 1 Jan． 2012
改性活性 炭 对水溶液 中氟离子 的 吸附 性 能
1 2 2 贺志丽 ， 贺志霞 ， 陈瑞琴
( 1． 武汉理工大学资源与环境工程学院， 湖北 武汉 430070 ; 2． 青州市市立医院， 262500 ) 山东 青州，
摘 要: 选用氧化镁改性活性炭( MgO － AC) 为新型吸附 剂， 用 于 去 除 水溶液 中 的 氟离子． 系统 地 研究 了 反 应
pH、 时间、 吸附剂最佳投加量、 温度 等 因 素 对 吸附 剂除 氟 性 能 的 影 响 情况． 反 应系统 达 到 吸附 平衡 的 时间为 180 min． 吸附剂最佳投加量为 2． 8 g / L． pH 值 是 影 响 吸附 过 程 的 重要 因 素 之 一， 本 研究 最 佳 反 应 pH 范围 为 6． 0 ～ 8． 0． 吸附等温线研究发现 MgO － AC 除 氟 剂 吸附 等温线 方程 均 符 合 Langmuir 吸附 等温线 模型， 且 吸附 量随着温度的升高而升高． 吸附动力学研究发现动力学数据较好 的的 符 合 伪 二级 动 力 学 模型． 本 研究对 MgO － AC 除氟的机理进行了初步探讨． 廉价以及 较 高的 吸附 性 能 等 优 点 表 明 MgO － AC 是 一 种 有 实 际 应用 潜 力 除氟材料． 关键词: 吸附; 氟离子; 氧化镁; 活性炭 中图分类号: X142 ; X506 文献标识码: A doi: 10． 3969 / j． issn． 16742869． 2012． 1． 009
( 1)
图 1 是活性炭 负 载 氧化 镁 前 后 SEM 照 片， 可 以看出， 负载前后 活 性 炭 表 面 形 貌 发 生 明 显 变 化． 负载后， 活性炭表 面 出 现 了 很 多 白 色 颗粒， 它们是 镁化合物的 颗粒， 表 明 氧化 镁 成 功 的 负 载 到 了 活 性炭 表 面． 负 载 后， 活 性 碳 孔 道 逐渐 对 外 开放． 可 见， 氧化镁 的 加入 使 活 性 炭炭 表 面 形成 更 多 的 活 性点， 有助于活性 炭 孔 结 构 的 发 育， 增 大活 性 炭 的 比表面积， 增强吸附剂吸附性能．
［1 ］
． 因 此， 对
6H2 O， 配制 0． 3 M 的 MgCl2 溶液备用． 将预处理的 活 性炭与 配 制 好 的 MgCl2 溶 液 按 质 量 ( g ) 与 体 积 ( mL) 比为 1∶ 30 的比 例 混 合， 于 30°C 下 震 荡 10 h 后静置 20 h; 将 上 述 混 合液 离 心、 分 离、 烘干后浸 然后离心洗涤至 泡于 1 M 的 NaOH 溶液 中 24 h， 中 性， 烘 干 得 前 驱 物; 将 得到 的 前 驱 物 按 固 液 比 1∶ 4 的比 例 浸 泡 于 3M 的 ZnCl2 活 化 液 中 不 少 于 8 h， 之 后洗 涤 至 无 氯 离子， 最 后 于 120 ℃ ; 下 烘 干 制得活性炭负载氧化镁( MgO － AC ) 除氟剂． 1． 2． 2 分析 方 法 采用 JSM － 5610LV 型 环境 扫 描电 镜 对 活 性 炭 负 载 氧化 镁 前 后 样 品 进 行表 面 形态分析． F － 检 测 方法采用离子 选择 电 极 法 ( GB7484 － 87 ) 法． 定量分取一定浓度的 NaF 溶液于 聚 乙 烯 烧 杯中， 加入 一 定 量 MgO － AC ， 搅拌， 使 吸附 充 分 反 应后， 离 心 分 离， 取上 清 液， 用盐酸或乙酸钠调节 溶液至 中 性， 加入 10 mL TISAB Ⅰ ( 总 离子强度 调 节缓冲 溶液 ) ， 搅 拌 均 匀， 测 定 电 位 值， 计算水中
和 Frundlich 吸附等温式进行拟合， 结果列于表 2． 由 Langmuir 吸附等温式拟合相关系数 R2 ≥ 表 2 可知， 0． 995， 且理论最大吸附量接近 于 实 际 最 大吸附 量， 表明 MgO － AC 的吸附等温式符合 Langmuir 方程， 为 Langmuir 吸附 模 式， 随 着 吸附 温 度 的 提 高， 吸附 容量增大， 可见提高温度有利于吸附的进行．
－ F － 的残留量， 换算成吸附剂的 吸附 量 或 者 F 的 去
水溶液 中 的 氟离子 浓 度 必须 控 制 在 一 定 浓 度 范围 之内． 在中国， 饮用 水 中氟离子 浓 度 的安全 界 定 范 围为不高于 1． 0 mg / L． 在众多 的 除 氟方法中
［2 － 6 ］
， 吸附法 因 操 作简
q e 为 平衡 式 ( 1 ) 中: q t 为 t 时 吸附 量 ( mg / g ) ， t 为 吸附 时间 ( min ) ， k1 为一 级 时吸附量 ( mg / g ) ， 吸附速率常数( 1 / min) ． 伪二级动力学模型方程为 1 t t = + q t k2 q e 2 q e
伪二级动力学系数 k2 / R2 ( 1 / min) 0． 010 10 0． 992 5 0． 009 60 0． 008 86 0． 009 60 0． 009 77 0． 010 65 0． 991 0 0． 991 4 0． 993 0 0． 992 8 0． 994 7
伪一级动力学系数 q e， k1 / cal / R2 ( mg / g) ［ g / ( mg·min) ］ 2． 847 895 0． 019 49 0． 955 1 3． 245 859 3． 829 063 3． 905 673 3． 864 337 3． 837 764 0． 017 02 0． 017 79 0． 018 59 0． 017 53 0． 018 92 0． 964 2 0． 959 4 0． 949 7 0． 955 1 0． 962 1
45
Table 1
C0 / ( mg / L) 10 20 30 40 50 70
q e， exp / ( mg / g) 3． 299 77 4． 202 22 5． 011 37 5． 286 24 5． 515 39 5． 524 13
q e， cal / ( mg / g) 3． 692 49 4． 566 42 5． 409 79 5． 658 99 5． 859 60 5． 865 10
2． 3
吸附等温线
吸附等温线 常被 用 来 描述 吸附 质 在 溶液与 吸 附剂 之 间 的 平 衡 分 配． 常 见 的 吸 附 理 论 模 型 有 Langmuir 和 Frundlich 两种类型． Langmuir 是根据一 定的理想化假定推导的， 是纯经验公式． Langmuir 吸附等温式可以表达为［13］: Ce Ce 1 = + q e Q0 b Q0 ( 3)
．
活性炭作为一 种 具有 显 著 吸附 性 能， 巨大比表面 积， 发达的 孔隙 结 构 和 稳定化 学 性质的 吸附 材 料 广泛应用在 给 水 处 理 技 术 中． 直接 采用活 性 炭吸 附除 氟 ， 其效果并不 显 著 氟离子的去除性能．