实验6 活性炭吸附实验
活性炭吸附实验
活性炭吸附实验活性炭吸附实验一、实验目的1. 加深理解吸附的基本原理。
2. 通过实验取得必要的数据，计算吸附容量q，并绘制吸附等温线。
3. 利用绘制的吸附等温线确定弗氏吸附参数K，1/n 。
二、实验原理活性炭吸附是目前国内外应用较多的一种水处理方法。
由于活性炭对水中大部分污染物都有较好的吸附作用，因此活性炭吸附应用于水处理时往往具有出水水质稳定，适用于多种污水的优点。
活性炭吸附是物理吸附和化学吸附综合作用的结果。
吸附过程一般是可逆的，一方面吸附质被吸附剂吸附，另一方面，一部分已被吸附的吸附质，由于分子热运动的结果，能够脱离吸附剂表面又回到液相中去。
前者为吸附过程，后者为解吸过程。
当吸附速度和解吸速度相等时，即单位时间内活性炭吸附的数量等于解吸的数量时，则吸附质在溶液中的浓度和在活性炭表面的浓度均不再变化而达到了平衡，此时的动态平衡称为吸附平衡，此时吸附质在溶液中的浓度称为平衡浓度C。
活性炭的吸附能力以吸附量q（mg/g）表示。
所谓吸附量是指单位重量的吸附剂所吸附的吸附质的重量。
本实验采用粉状活性炭吸附水中的有机染料，达到吸附平衡后，用分光光度法测得吸附前后有机染料的初始浓度C0及平衡浓度C，以此计算活性炭的吸附量q 。
q V(C0 C) W式中：C0━水中有机物初始浓度（mg/L）C━水中有机物平衡浓度（mg/L）W━活性炭投加量（g）V━废水量（L）q━活性炭吸附量（mg/g）在温度一定的条件下，活性炭的吸附量随被吸附物质平衡浓度的提高而提高，二者之间的关系曲线为吸附等温线。
以lgC为横坐标，lgq为纵坐标，绘制1、加深理解吸附的基本原理。
2. 通过实验取得必要的数据,计算吸附容量q,并绘制吸附等温线。
3. 利用绘制的吸附等温线确定弗氏吸附参数K,1/n 。
吸附等温线，求得直线斜率1/n、截距lgK。
q KC1n参数K主要与吸附剂对吸附质的吸附容量有关，而1/n是吸附力的函数。
三、实验设备与材料（每组应该用到的材料）1、可调速搅拌器；2、烧杯1000 ml；3、721型分光光度计；4、pH计或精密pH试纸、温度计；5、大小烧杯、漏斗；6、粉状活性炭；7、活性艳蓝KGRS染料废水（最大吸收波长646nm）：100mg/L；8、过滤装置（滤纸、漏斗、小烧杯、过滤架、玻璃棒）；9、万分之一电子天平。
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。
活性炭吸附实验报告
活性炭吸附实验1.实验目的本实验用亚甲基蓝（C16H18ClN3S）代替工业废水中有机污染物，采用活性炭吸附法，探究活性炭投放量、吸附时间等因素对活性炭吸附性的影响，探究活性炭处理有机污染水体时的最优工艺参数。
2.实验原理2.1活性炭特性活性炭是水处理吸附法中广泛应用的吸附剂之一，有粒状和粉状两种。
其中粉末活性炭应用于水处理在国内外已有较长的历史。
活性炭是一种暗黑色含炭物质，具有发达的微孔构造和巨大的比表面积。
它化学性质稳定，可耐强酸强碱，具有良好吸附性能，是多孔的疏水性吸附剂。
活性炭最初用于制糖业，后来广泛用于去除受污染水中的有机物和某些无机物。
它几乎可以用含有碳的任何物质做原材料来制造，活性炭在制造过程中，其挥发性有机物被去除，晶格间生成空隙，形成许多形状各异的细孔。
其孔隙占活性炭总体积的 70%～ 80%，每克活性炭的表面积可高达 500 ～ 1700 平方米，但 99.9％都在多孔结构的内部。
活性炭的极大吸附能力即在于它具有这样大的吸附面积[1,2]。
2.2活性炭吸附特征活性炭的孔隙大小分布很宽，从 10-1nm 到104nm 以上，一般按孔径大小分为微孔、过渡孔和大孔。
在吸附过程中，真正决定活性炭吸附能力的是微孔结构。
活性炭的全部比表面几乎都是微孔构成的，粗孔和过渡孔只起着吸附通道作用，但它们的存在和分布在相当程度上影响了吸附和脱附速率。
研究表明，活性炭吸附同时存在着物理吸附、化学吸附和离子交换吸附。
在活性炭吸附法水处理过程中,利用3种吸附的综合作用达到去除污染物的目的。
对于不同的吸附物质,3种吸附所起的作用不同。
（1）物理吸附分子力产生的吸附称为物理吸附,它的特点是被吸附的分子不是附着在吸附剂表面固定点上,而稍能在界面上作自由移动。
物理吸附可以形成单分子层吸附,又可形成多分子层吸附。
由于分子力的普遍存在, 一种吸附剂可以吸附多种物质,但由于吸附物质不同,吸附量也有所差别。
这种吸附现象与吸附剂的表面积、细孔分布有着密切关系,也和吸附剂表面力有关。
活性炭吸附法实验报告
活性炭吸附法实验报告1. 实验目的本实验旨在探究活性炭作为吸附剂在去除染料废水中的应用，通过实验验证活性炭的吸附性能。
2. 实验原理活性炭是一种具有大量微孔和孔隙的多孔性材料，具有较大的比表面积和吸附能力。
活性炭材料的孔隙结构可以吸附和储存多种气体、液体或溶质，并在一定的条件下释放出来。
本实验中，活性炭将吸附溶液中的染料分子，实现对染料的去除。
3. 实验步骤3.1 准备工作•准备所需材料：活性炭样品、染料溶液、试管、试管架、移液管等。
•将试管清洗干净，并晾干备用。
3.2 实验操作1.在试管中加入一定量的染料溶液。
2.取适量的活性炭样品，加入试管中。
3.用试管架将试管固定，并加热至一定温度。
4.观察试管中溶液的颜色变化，并记录下来。
5.将试管从加热源中取出，待其冷却至室温。
6.使用移液管将试管中的溶液转移至离心管中。
7.进行离心操作，分离出溶液中的活性炭样品。
8.观察离心管中的溶液，记录下其颜色变化。
4. 实验结果与分析根据实验步骤所得到的结果，我们可以观察到染料溶液在与活性炭接触后发生了颜色的变化。
这是因为活性炭的表面具有较大的吸附能力，能够有效吸附溶液中的染料分子。
通过离心操作，我们将溶液中的活性炭与染料分离，观察到离心管中的溶液颜色明显变浅，说明活性炭对染料的吸附效果良好。
5. 总结与展望通过本次实验，我们验证了活性炭作为吸附剂在去除染料废水中的有效性。
活性炭具有较大的比表面积和吸附能力，能够吸附溶液中的有害物质，实现净化水质的目的。
然而，本次实验仅是基于简单的染料溶液，后续可以进一步研究和探究活性炭在处理更为复杂的废水中的应用。
参考文献[1] Kim, J., Yun, S., & Park, S. (2015). Adsorption of dissolved organic matter onto activated carbon: Mechanisms and kinetic models. Chemical Engineering Journal, 279, 775-784.[2] Wang, S., & Li, H. (2019). Application of activated carbon in water treatment:A review. Journal of Environmental Sciences, 75, 123-135.。
活性碳吸附综合实验报告
1 实验目的(1) 通过实验进一步了解活性炭的吸附工艺及性能；(2) 熟悉整个实验过程的操作；(3) 掌握用“间歇法”、“连续流”法确定活性炭处理污水的设计参数的方法；(4) 学会使用一级动力学、二级动力学方程拟合分析，对 PAC 的吸附进行动力学分析研究；(5) 了解活性炭改性的方法以及其影响因素。
2 实验原理2.1 活性炭间隙性吸附实验原理活性炭吸附就是利用活性炭的固体表面对水中一种或多种物质的吸附作用，己达到净化水质的目的。
活性炭的吸附作用产生于两个方面，一是由于活性炭内部分子在各个方向都受到同等大小的力而在表面的分子则受到不平衡的力，这就使其他分子吸附于其表面上，此为物理吸附；另一个是由于活性炭与被吸附物质之间的化学作用，此为化学吸附。
活性炭的吸附是上述两种吸附综合的结果。
当活性炭在溶液中的吸附速度和解吸速度相等时，即单位时间内的活性炭的数量等于解吸的数量时，此时被吸附物质在溶液中的浓度和在活性炭表面的浓度均不在变化，而达到平衡，此时的动平衡称为活性炭吸附平衡而此时被吸附物质在溶液中的浓度称为平衡浓度。
活性炭的吸附能力以吸附量q表示。
式中：q ——活性炭吸附量，即单位重量的吸附剂所吸附的物质量，g/g；V ——污水体积，L；C0、C ——分别为吸附前原水及吸附平衡时污水中的物质浓度，g/L；X ——被吸附物质重量，g；M ——活性炭投加量，g。
在温度一定的条件下，活性炭的吸附量随被吸附物质平衡浓度的提高而提高，两者之间的变化称为吸附等温线，通常费用兰德里希经验公式加以表达。
式中：q ——活性炭吸附量，g/g ；C ——被吸附物质平衡浓度g/L；K、n ——溶液的浓度，pH值以及吸附剂和被吸附物质的性质有关的常数。
K、n值求法如下：通过间歇式活性炭吸附实验测得q、C相应之值，将式取对数后变换为下式：将q、C相应值点绘在双对数坐标纸上，所得直线的斜率为1/n，截距则为K。
此外，还有朗缪尔吸附等温式，它通常用来描述物质在均一表面上的单层吸附，表达式为：由于间歇式静态吸附法处理能力低、设备多，故在工程中多采用连续流活性炭吸附法，即活性炭动态吸附法。
活性炭吸附实验报告
活性炭吸附实验报告一、实验目的活性炭处理工艺是运用吸附的方法来去除异味、色度、某些离子以及难生物降解的有机物。
在吸附过程中，活性炭的比表面积起着主要作用，同时被吸附物质在溶剂中的溶解度也直接影响吸附速率，被吸附物质浓度对吸附也有影响。
此外，PH值的高低、温度的变化和被吸附物质的分散程度也对吸附速率有一定的影响。
本实验采用活性炭间隙和连续吸附的方法确定活性炭对水中某些杂质的吸附能力。
通过本实验，希望达到以下目的：1、加深理解吸附的基本原理；2、掌握活性炭吸附设备操作步骤，包括吸附工作过程和再生过程。
二、实验原理吸附是发生在固-液（气）两相界面上的一种复杂的表面现象，它是一种非均相过程。
大多数的吸附过程是可逆的，液相或气相内的分子或原子转移到固相表面，使固相表面的物质浓度增高，这种现象就称为吸附；已被吸附的分子或原子离开固相表面，返回液相或气相中去，这种现象称为解吸或脱附。
在吸附过程中，被吸附到固体表面上的物质称为吸附质，吸附吸附质的固体物质称为吸附剂。
活性炭吸附就是利用活性炭的固体表面对水中一种或多种物质的吸附作用，以达到净化水质的目的。
活性炭吸附的作用产生于两个方面：一方面由于活性炭内部分子在各个方面都受着同等大小而在表面的分子则受到不平衡的力，这使其他分子吸附于其表面上，此过程为物理吸附；另一方面是由活性炭与被吸附物质之间的化学作用，此过程为化学吸附。
活性炭的吸附是上述两种吸附综合的结果。
当活性炭在溶液中吸附速度和解吸速度相等时，即单位时间内活性炭吸附的数量等于解吸的数量时，被吸附物质在溶液中的浓度和在活性炭表面的浓度均不再变化，而达到了平衡。
此时的动态平衡称为活性炭吸附平衡。
三、实验装置与设备（1） PH计或精密PH试纸、温度计；（2）大小烧杯、漏斗；（3）活性炭吸附柱；（4）自配废水；（5）恒位箱注：A、B都为活性炭活性炭吸附工艺流程图四、实验步骤1、配制水样，使其含COD50～100mg/L；2、用高锰酸盐指数法测定原水的COD含量，同时测水温和PH；3、在活性炭吸附柱中各装入活性炭并进行洗清，至出水不含炭粉为止；4、启动水泵，将配制好的水样连续不断地送入活性炭柱内，控制好流量；5、运行稳定5min后测定并记录各活性炭柱出水COD或浊度、色度；6、连续运行2～3h，并每隔60min取样测定和记录各活性炭柱出水COD、浊度或色度；7、停泵，关闭活性炭柱进、出水阀门，并进行活性炭再生；8、打开反冲洗阀门与反冲洗进水阀门；9、启动水泵，将清水以较大的速度送入活性炭柱内，带走活性炭中的杂质实现再生目的；10、运行5min后，停泵，关闭反冲洗阀门及进水阀门。
活性炭吸附实验
活性碳吸附去除COD 实验报告一．碳粉吸附实验 1.实验目的探索碳粉吸附去除COD 的效果及最佳用量。
2.实验药品碳棒研碎成的碳粉 3.实验方法分别称取1g ，3g ，100g 研磨成粉末的活性碳放入大烧杯中，并分别向其中加入1L 的AO 池水样，放置4个小时，期间适时的用玻璃棒进行搅拌。
然后取其上清液过滤，测量滤液的COD 。
4.实验结果 A.实验数据B.实验图片（从左到右一次为1g ，3g ，100g ）编号 碳粉投加量（g ）反应后COD （mg/l ）1 1 541.823 517.9 3100417.9二．碳粉、碳棒对比吸附实验1.实验目的探索碳粉和碳棒吸附去除COD的效果。
2.实验药品碳棒，碳棒研碎成的碳粉3.实验方法（1）分别称取10g，100g研磨成粉末的活性碳放入大烧杯中，并分别向其中加入0.5L的AO池水样，放置4个小时，期间适时的用玻璃棒进行搅拌。
然后取其上清液过滤，测量滤液的COD。
（2）分别称取10g，100g碳棒放入大烧杯中，并分别向其中加入0.5L 的AO池水样，放置4个小时，期间适时的用玻璃棒进行搅拌。
然后取其上清液过滤，测量滤液的COD。
4.实验结果A.实验数据B.实验图片（从左到右一次为10g碳粉，10g碳棒，100g碳粉，100g 碳棒）三．果壳碳碳粉吸附实验1.实验目的探索果壳碳碳粉吸附去除COD的效果。
2.实验药品果壳碳研碎成的碳粉3.实验方法分别称取0.05g，1g，5g研磨成粉末的果壳碳放入大烧杯中，并分别向其中加入1L的AO池水样，放置4个小时，期间适时的用玻璃棒进行搅拌。
然后取其上清液过滤，测量滤液的COD。
4.实验结果A.实验数据编号碳粉投加量（g）原水COD（mg/l）反应后COD（mg/l）去除率（%）1 0.05686.6 667.2 2.832 1 823.9 -20.003 5 956.7 -39.34B.实验图片（从左到右一次为0.05g，1g，5g）。
活性炭对溶液的吸附实验
活性炭对溶液的吸附实验实验目的：本实验旨在探究活性炭在溶液中的吸附性能，并分析吸附过程中的影响因素。
实验材料：1. 活性炭：用于吸附实验的主要材料。
2. 磁力搅拌器：用于搅拌溶液。
3. 试管：用于混合和观察溶液。
4. 离心机：用于分离溶液和吸附剂。
5. 取样管：用于取出溶液样品。
实验步骤：1. 准备一定浓度的溶液A。
2. 在试管中加入一定量的活性炭。
3. 将溶液A倒入试管中，与活性炭充分混合。
4. 放置试管于磁力搅拌器上，以一定转速搅拌一定时间。
5. 将试管取出，使用离心机分离溶液和活性炭。
6. 通过取样管，取出一定量的溶液样品。
7. 对溶液样品进行分析，如测定溶液中溶质的浓度。
实验数据分析：根据实验结果，我们可以得出几个结论：1. 活性炭对溶液中的溶质具有较强的吸附能力。
2. 吸附效果与活性炭的质量，溶液浓度，搅拌时间等因素密切相关。
进一步讨论：1. 活性炭的吸附性能与其表面积和孔隙结构有关。
表面积越大，孔隙结构越复杂，吸附能力越强。
2. 溶液浓度越高，溶质与活性炭的接触面积越大，吸附效果越好。
3. 搅拌时间越长，溶质与活性炭的接触时间越长，吸附效果越显著。
实验应用：活性炭的吸附性能使其在很多方面有着广泛的应用：1. 水处理：活性炭可以去除水中的有机污染物和异味。
2. 空气净化：活性炭可以吸附空气中的甲醛、苯等有毒有害物质。
3. 医药领域：活性炭可以用于药物的吸附和分离。
总结：通过本实验，我们深入了解了活性炭对溶液的吸附性能，并研究了吸附过程中的影响因素。
活性炭在环境保护、水处理、医药等领域有着广泛的应用前景。
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实验6 活性炭吸附实验
1.实验目的
了解活性炭吸附工艺,掌握测定吸附等温线的操作过程。
2.实验原理
活性炭吸附就是利用活性炭固体表面对水中一种或几种物质的吸附作用,达到净化水质的目的。
活性炭对水中所含杂质的吸附既有物理吸附也有化学吸附。
当活性炭对水中所含物质吸附时,水中的溶解性物质在活性炭表面积聚而被吸附,同时也有一些被吸附物质由于分子的运动而离开活性炭表面,重新进入水中,即同时发生解吸现象。
当吸附与解吸处于动态平衡状态时,称为吸附平衡。
而此时被吸附物质在溶液中的浓度称为平衡浓度C 。
活性炭的吸附能力以吸附量e q 表示,用m 克活性炭吸附溶液中的溶质,被吸附的溶质为x 毫克,则吸附量e q 可按下式计算:
0()e e C C V
x q m m
-=
=
(1)
式中,q e 为平衡吸附量(mg/g);C 0与C e 分别为吸附质的初始浓度与平衡浓度(mg/L);V 为溶液的体积(L);m 为所用的活性炭的质量(g)。
e q 的大小除了决定于活性炭的品种之外,还与被吸附物质的性质、浓度、水的温度及pH
值有关。
一般说来,当被吸附的物质不容易溶解于水而受到水的排斥作用,且活性炭对被吸附物质的亲与作用力强、被吸附物质的浓度又较大时,e q 值就比较大。
由吸附量e q 与平衡浓度C 的关系所绘出的曲线称为吸附等温线,表示吸附等温线的公式称为吸附等温式,比较常用的吸附等温式有有Langmuir 、BET 与Fruendlich 吸附等温式。
在水与废水处理中通常用Fruendlich 吸附等温式来比较不同温度与不同溶液浓度时的活性炭的吸附容量,即
n
e KC q 1
= (2) 式中:e q ——吸附容量(mg/g);
K ——与吸附比表面积、温度有关的系数; n ——与温度有关的常数,n >1; C ——吸附平衡时的溶液浓度(mg/L)。
这就是一个经验公式,通常用图解方法求出K ,n 的值.为了方便易解,往往将式(2)变换成线性对数关系式
C n
K m C C q e lg 1
lg lg
lg 0+=-= (3) 式中:C 0——水中被吸附物质原始浓度(mg/L); C ——被吸附物质的平衡浓度(mg/L); m ——活性炭投加量(g/L)。
3.实验设备与试剂
(1)间歇式活性炭吸附装置,间歇式吸附采用三角烧瓶,在烧瓶内放入活性炭与水样进行振荡。
(2)振荡箱 (3)天平 (4)烘箱 (5)分光光度计
(6)注射器、塑料滤头、滤膜等 (7)活性炭 4.实验方法 (1)标准曲线的绘制
向一系列50mL 比色管中分别加入0、0、2、0、4、0、6、0、8、1、0mL 的250mg/L 亚甲基蓝标准溶液,用蒸馏水稀释至刻度,摇匀后在660nm 波长处,以蒸馏水为参比测定吸光度。
以亚甲基蓝浓度为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制亚甲基蓝标准曲线。
(2)间歇式吸附实验
将活性炭放在蒸馏水中浸泡24h,然后在105℃烘箱内烘24h,再将烘干的活性炭研碎,使其能通过200目以下筛孔的粉状活性炭。
因为粒状活性炭要达到吸附平衡耗时太久,为了使实验能在短时间内结束,所以多用粉状炭。
在6个锥形瓶中分别加入0、01~0、15g(如,0、01、0、03、0、05、0、07、0、1、0、15g)不同量粉状活性炭。
●在每个锥形瓶中加入50ml 的亚甲基蓝模拟废水。
❍将上述6个锥形瓶放在振荡箱内振荡,温度控制在20℃,振荡速度约100~150r/min,振荡40min 后取出锥形瓶(近似认为达到吸附平衡)。
⏹过滤锥形瓶中的废水,测定其浓度,求出吸附量。
实验记录表见表3-6-1。
表3-6-1 间歇式活性炭吸附实验记录表
5.实验结果整理
q为纵坐标做吸附等温线。
(1)根据表记录的数据,根据公式(1)计算吸附量。
以C为横坐标,
e
q为纵坐标,lg C为横坐标,求出Fruendlich公式中的常数K、n值。
(2)根据公式(3),以lg
e
6.思考题
(1)为什么要将活性炭磨细？其吸附能力及吸附速度与原状活性炭相同不？
(2)吸附等温线有何实际意义？。