苯酚吸附实验
吸附苯酚程序升温脱附法
吸附苯酚程序升温脱附法程序升温脱附TPD原理和优点程序升温技术定义:当固体物质或预吸附某些气体的固体物质，在载气流中以一定的升温速率加热时，检测流出气体组成和浓度的固体(表面)物理和化学性质变化的技术。
可分为:程序升温脱附(TPD)程序升温还原(TPR)程序升温氧化(TPO )一、程序升温脱附基本原理固体物质加热时，当吸附在固体表面的分子受热至能够克服逸出时所需要越过的能垒（通常称为脱附活化能)时，就产生脱附。
由于不同吸附质与相同表面，或者相同的吸附质与表面上性质不同的吸附中心之间的结合能力的不同，脱附时所需要的能量也不同，因此，热脱附实验结果不但反映了吸附质与固体表面的结合能力，也反映了脱附发生的温度和表面覆盖度下的动力学行为。
脱附速度的计算—Wigner-Polanyi方程:Vm为单层饱和吸附量，N为脱附速率，A为脱附频率因子，θ为单位表面覆盖度，n为脱附级数，Ed(θ)为脱附活化能，是覆盖度θ的函数，T为脱附温度。
脱附速度主要取决于温度和覆盖度。
开始升温时，覆盖度很大,脱附速度急剧的增加，脱附速度主要取决于温度;随着脱附分子的脱出，覆盖度θ值也随之下降，当小至某值时，脱附速率由θ决定，同时，脱附速率开始减小;最后当θ=0，速度也变为零。
关系如下图: TPD图谱二、TPD实验结构图三、TPD所能提供的信息:1、吸附类型(活性中心)的个数2、吸附类型的强度(中心的能量)3、每个吸附类型中质点的数目(活性中心的密度)4、脱附反应的级数5、表面能量分析等方面的信息通过分析TPD图谱，可以发现:根据TPD曲线上峰的数目、峰的位置和峰面积大小就回答吸附物种的数量以及其近似浓度大小;通过不同的初始覆盖度或不同的升温速度可以求出各个物种的脱附活化能，因而就可以评价物种与表面健合的强弱;根据解吸动力学结合其它手段如红外吸收光谱、核磁共振、质谱等，可以对反应级数、物种的形态得到解释。
四、TPD技术的优点：1、设备简单易行、操作便利;2、不受研究对象的限制，几乎有可能包括所有的实用催化剂，可用于研究负载型或非负载型的金属、金属氧化物催化剂等;3、从能量的角度出发，原位地考虑活性中心和与之相应表面反应，提供有关表面结构的众多情报;4、很容易改变实验条件，如吸附条件、升温速度与程序等，从而可以获得更加丰富的资料;5、对催化剂制备参数非常敏感，有着高度的鉴别能力;6、在同一装置中，还可以进行测定催化剂其它性质如活性表面积、金属分散度以及催化剂中毒、再生等条件的研究等五、TPD技术的局限性:TPD是一种流动法，较适用于对实用催化剂的应用基础研究，对于纯理论性的基础研究工作尚存在着一定的不足，其局限性主要表面在以下几个方面1)对一级反应动力学的研究非常困难。
金属盐改性活性炭吸附去除水中苯酚实验研究
金属盐改性活性炭吸附去除水中苯酚实验研究杨英;孟红旗;李素敏【摘要】Activated carbon modified by Metal salts has broad application prospects in water purification. The modified activated carbons from five salts( Al^3+ , H ^+ ,Zn^2+ , Cu^2+ , Mn^7+ ) were respectively prepared using the impregnation method, and the adsorption performance of phenol solution by a filtration process was investigated with different modified activated carbon. The results showed that the adsorption performance on modified acti- vated carbons by these different salts gradually decreased in the direction: Al^3+ 〉 H ^+ 〉Zn^2+ 〉 Cu^2+〉Mn^7+ . The filter bed of modified activated carbons had a stronger resistance impact on phenol solution. In a lower filtration rate, the purification capacity of modified activated carbon by aluminum salts achieved more than 99% in dealing with low concentrations of phenol solution, and the effluent concentration was lower than 1 mg/L. Overall. The effect of this kind activated carbon was superior to the other kind by hydrochloric acids. Therefore, in the depth of water treatment, aluminum salts can be used as one of the main direction of the ac- tivated carbon modified.%金属盐改性活性炭在净水处理中具有广阔的应用前景.利用浸渍法制备了5种（Al3＋,H＋,Zn2＋,Cu2＋,Mn7＋）改性活性炭,用过滤手段对改性活性炭吸附去除苯酚的性能进行了研究.结果表明,各种改性活性炭过滤去除苯酚性能的高低顺序为：Al3＋〉H＋〉Zn2＋〉CK〉Cu2＋〉Mn7＋;活性炭滤柱对苯酚原水具有较强的耐冲击性能,在较低滤速下,铝盐改性活性炭滤柱对中低质量浓度苯酚水的净化能力达99%以上,出水质量浓度低于1 mg/L,整体上优于盐酸活化炭滤柱.在净水深度处理中,铝盐可作为活性炭改性的主要方向之一.【期刊名称】《河南理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(031)005【总页数】5页(P617-621)【关键词】改性活性炭;过滤;苯酚;铝盐【作者】杨英;孟红旗;李素敏【作者单位】河南理工大学资源环境学院,河南焦作454000;河南理工大学资源环境学院,河南焦作454000;河南理工大学资源环境学院,河南焦作454000【正文语种】中文【中图分类】TU991.240 引言苯酚是一种常见的水环境污染物，容易被皮肤、呼吸道及消化道吸收，并能与生物活体蛋白质结合使其变性，导致其组织损伤、坏死，引发生物中毒[1]．其浓度较低时，会对生物体产生内分泌干扰作用，如果人体摄入一定量的苯酚便会出现急性中毒症状．苯酚的相对分子量为94，是一种极性较强的有机物，其水溶液具有一定的污染性，能被一些极性或非极性物质所吸收．因此，在水处理过程中，消除苯酚污染问题越来越受到人们的广泛关注．目前，常用的苯酚水处理技术有吸附技术、生物降解和光催化降解等．其中，吸附法由于操作简便、成本低廉而备受关注[2-4]．美国环保署饮用水标准的64项有机污染物指标中，有51项将GAC列为最可行的水净化技术[5]．大量研究表明，这种强大的吸附性能主要是由活性炭表面特殊的理化特性决定的，尤其是表面(化学)官能团的作用[6-7]．然而，目前国内用于不同水质的饮用水处理的活性炭品种较多，性能不一．在饮水深度处理中，芮旻等对活性炭进行了筛选研究，认为要对不同水质进行静态和动态试验等综合分析与评定，选择合适的活性炭则至关重要[8]．近年来，人们通过金属负载等表面改性技术来改善活性炭对有机物的吸附性能，取得了一定成果[9-14]．本研究以特性分子——苯酚为例，通过不同金属盐的浸渍对活性炭进行表面改性，通过利用活性炭滤柱对水溶液中苯酚的吸附试验，考察了改性活性炭的处理效果，研究了不同浓度苯酚溶液经过改性活性炭滤柱时的吸附截留行为，强化了含苯酚的净水处理工艺中活性炭过滤吸附工艺，提高了传统净水工艺对苯酚的过滤吸附去除能力，提出了活性炭的活化和表面改性方向．1 实验材料与方法在实际净水生产工艺中，颗粒活性炭是固定在吸附塔中，当含有有机物的处理水以一定的流速流经活性炭滤床时，水中的有机物被活性炭捕集吸附，从而使处理水得以净化．因此，本文设计了活性炭滤柱过滤试验，并采用人工配水苯酚稀溶液，对比了5种改性活性炭对苯酚的过滤吸附去除性能．1.1 试剂与仪器(1)试剂．唐山华能科技炭业有限公司的颗粒活性炭(10×30目)，编号HN-Y16M；1.0 mol/L盐酸溶液；1.0 mol/L金属储备液AlCl3，ZnCl2水溶液；0.5 mol/L硫酸铜溶液；0.1 mol/L高锰酸钾溶液；苯酚储备液0.085 mol/L(8g/L)．(2)仪器．32目筛子(0.5 mm)；UV-1801紫外可见光分光光度计；DHG-9140A电热鼓风干燥箱；MP3002电子天平；自制过滤设备(φ1.5 cm×20 cm共6根，内装活性炭体积33 mL；图1)．1.2 浸渍改性活性炭滤柱制备(1)活性炭预处理．将颗粒活性炭过32目筛，用蒸馏水洗涤2次以上，在105 ℃下烘干至恒重，冷却后密封保存．(2)浸渍活化．将活性炭滤柱在不同的改性溶液(即活化剂)中浸泡30 min，并不断将活化液从顶部通过滤柱，沥干过夜，用蒸馏水过滤洗涤2次滤柱，静置1 h后将滤柱固定并保持垂直，备用．(3)优化改性条件．查阅相关文献资料[9-13]，设计3种活化剂浓度，分别是0.1，0.5，1 mol/L．经过简单的试验操作，即在1 min之内从各改性炭滤柱顶部倾入100 mL(10 mg/L)的苯酚溶液，优化活性炭活化剂浓度．活化剂类型及其最佳浓度如表1所示．(4)装柱．为模拟实际生产的活性炭装柱和活化过程，预先关闭出口，滤柱内充满蒸馏水，将预处理好的活性炭倒入滤柱，使其在水中自由沉降．当达到装填高度后，将柱内水分放出，沥干．表1 活性炭活化剂类型Tab.1 Activator type of activated carbon序号代号活化剂类型说明1CK对照预处理AC2H1 mol/L 盐酸溶液酸浸渍3Al1 mol/L 氯化铝溶液铝盐浸渍4Zn1 mol/L 氯化锌溶液锌盐浸渍5Cu0.5 mol/L 硫酸铜溶液铜盐浸渍6KMnO40.1 mol/L 高锰酸钾溶液氧化剂浸渍1.3 苯酚处理液的制备(1)苯酚水溶液的摩尔吸光特征．对苯酚溶液进行光度测量，得到其吸光度值为269.5nm，摩尔吸光系数为1 462.5L/(mol·cm-1)．(2)苯酚处理液的制备．用苯酚储备液配置100～104 mg/L的处理液；随液固比值的增加，缓慢增大苯酚原液浓度．制备前期，苯酚原液浓度设计较低，为3.6～500mg/L，以便考察出水苯酚浓度的累积效应；制备后期，苯酚浓度逐渐增大，为500～7 700 mg/L，以考察活性炭滤柱的穿透能力．1.4 过滤工艺参数的选择实际生产中，活性炭滤床的过滤速度选择5～20 m/h．本次实验设计处理的苯酚原液浓度范围较大，为达到理想的处理效果，选择最小的滤速(5 m/h)；水流方向选择自上而下过滤．活性炭滤柱充填高度为20 cm，堆积体积为33 mL，填充质量为11.0 g，设置每过滤33 mL取样1次，测量吸光度A269.5(即液固比每增加1个单位，测量1次过滤液)．在不同浓度的原液下，依次考察了26个单位液固比的活性炭过滤吸附苯酚性能．2 结果与讨论2.1 不同改性活性炭滤柱的苯酚滤液浓度将3.60～7743.86 mg/L的苯酚原液通过不同改性活性炭滤柱(过滤液苯酚浓度见图2)．在前14个液固比(即液固比小于12)中，即在低质量浓度苯酚原液(500 mg/L)条件下，所有活性炭滤柱出水苯酚质量浓度均低于5.08 mg/L．在前3个液固比中，苯酚原液质量浓度还不稳定，各滤柱出水苯酚质量浓度变化较大，去除率呈上升趋势；当苯酚原液质量浓度稳定时，去除率变化较小．其中，铝盐、盐酸和锌盐浸渍活性炭的苯酚出水质量浓度较低(均小于1.16 mg/L)，具有较强的吸附净化能力(苯酚去除率在原液质量浓度稳定时可达99.33%以上)；铜盐和高锰酸钾浸渍过的苯酚出水浓度则偏高(0.90 mg/L以上)，过滤吸附能力相对较弱(原液质量浓度稳定时苯酚去除率为96.88%以上)．后期逐渐提高苯酚原水浓度，其目的在于考察滤柱的穿透性能．从试验结果来看，对于500～1 100 mg/L中浓度苯酚原水通过各滤柱，出水苯酚浓度均低于5.85 mg/L，而铝盐活性炭滤柱出水苯酚浓度相对最低．当出现7 743.86 mg/L的高浓度苯酚溶液脉冲(即液固比为22.5)时，各滤柱出水的浓度迅速上升(盐酸和铝盐浸渍活性炭出水苯酚浓度由低于0.10 mg/L上升为3 mg/L左右，而高锰酸盐浸渍活性炭出水苯酚浓度迅速由1.99 mg/L上升为8.74 mg/L，各滤柱均表现出不同的穿透能力)．在高浓度脉冲过后，各滤柱又恢复了较佳的吸附过滤性能(苯酚去除率达到99.72%以上)．综合考察了26个单位的液固比，得到了各改性活性炭滤柱对苯酚的平均去除率(表2)．从表2来看，虽然锌盐活性炭滤柱液固比对苯酚的平均去除率最高，但从各单位的液固比来看，在中低质量浓度的苯酚原水下，铝盐改性和盐酸活化活性炭滤柱的出水苯酚质量浓度均低于1 mg/L，苯酚去除率达99%以上．总体上，前者对苯酚的去除效果最好，稍强于盐酸浸渍活性炭滤柱．因此，从整体上看，各种改性活性炭过滤去除苯酚的性能强弱顺序由高到低为：Al3+>H+>Zn2+>CK>Cu2+>Mn7+．另外，从整个趋势上来看，在较低浓度的苯酚原水下(即液固比小于3的前4个单位上)，各改性活性炭滤柱对苯酚的吸附累积效应比较明显；在较高浓度苯酚原水中，并无这种累积效应．表2 改性活性炭滤柱对苯酚的去除率Tab.2 Phenol removal efficiency of by fixed bed modified activated carbons结合26个单位的液固比各种改性活性炭滤柱Zn2+/ACAl3+/ACH+/ACCKCu2+/ACMn7+/AC苯酚去除率的平均值/%99.6398.5798.4892.4892.3783.21标准偏差0.484.205.1715.9915.8822.54 苯酚在改性活性炭滤柱中的吸附穿透能力不仅与原液苯酚质量浓度有关，还与时间存在一定关系(穿透曲线见图3)．从图3可以看出，10 min之前，苯酚在各滤柱中的吸附穿透力差别较大，其中铝盐、锌盐和盐酸炭滤柱稳定性相对较好；10～60 min之间时，穿透力差别较小，其中铜盐和锰盐滤柱稳定性相对较差，其他各滤柱比较稳定，表现较好；60 min之后，各滤柱吸附容量达到饱和，穿透力表现很稳定．总之，从整个过程来看，铝盐、锌盐和盐酸炭滤柱较稳定，穿透力较强；因此，在水处理过程中，选择这类盐作为活化剂是比较可取的．从净水制备的角度来看，商品活性炭装柱后不经酸活化，对水中有机污染物苯酚的吸附去除能力将下降，但铜盐和高锰酸钾浸渍与商品活性炭性质接近，因而不可取．对于锌盐浸渍活性炭，虽然能获得较好的苯酚去除率，但整体上不及铝盐和盐酸浸渍滤柱出水苯酚质量浓度低.另外，锌本身为重金属，虽未考察出水锌的残留质量浓度，但在净水处理工艺中一般不宜选择．从试验结果来看，整体上铝盐改性和盐酸活化活性炭对苯酚水的过滤效果较好，而且前者对苯酚的专性吸附效果更优于后者；因此，这两种改性活性炭在苯酚水处理中都是可取的，尤其是前者．再者，铝盐比盐酸更可取，因为它有许多生产上的优势，如便于运输、工艺简单等，并且铝盐活化后可用于原水一级工艺的混凝工艺等．2.2 过滤吸附机理探讨氯化铝溶解于水，其本身显示强酸性(pH<1.0)是由于铝离子具有强烈的水解能力，形成羟基铝，从而促进水的解离反应进行，产生氢离子．Al3++H2OAlOH2++H+.因而，氯化铝溶液本身能对活性炭起到酸活化作用不足为奇．酸活化后，活性炭表面电位降低，亲水性减弱，便于苯酚类有机分子进入活性炭微孔并发生吸附作用，因而酸活化后活性炭对苯酚的吸附去除能力大大增强．另外，从分子量大小来讲，铝离子及其一级水解产物的分子之间约在10 nm当量范围附近，可进入活性炭较小的微孔内部，并发生滞留．当水中具有一定极性的有机分子进入活性炭微孔，则被铝离子所占据的活性点位所吸附发生键合反应；由于可能发生化学反应，有机分子的吸附活化能可能迅速降低，从而加速有机物的吸附去除速率和能力．铝负载活性炭后对极性有机物的饱和吸附容量有所降低，即降低了其吸附寿命．然而，这些负载到活性炭表面的金属离子有可能成为水中低质量浓度有机物分子吸附的活性点位，从而降低吸附活化能，提高吸附反应速率和吸附去除效果．根据Pearson软硬酸碱理论“软亲软，硬亲硬，软硬搭配不稳定”的基本原则及其碱硬软分类[15](由于苯酚属于硬碱，即苯酚中氧电负性为3.8，而活性炭表面负载了属于硬酸的Al3+，H+，Zn2+后)，增强了活性炭表面局部的硬酸度，使得这些金属离子对苯酚在活性炭表面的脱附活化能大于其在原始活性炭(即CK)表面的脱附活化能，从而使活性炭表面对苯酚的吸附更牢．另外，属于交界酸的Cu2+负载在活性炭表面，将减弱活性炭表面的局部硬酸性，从而减弱活性炭对苯酚的吸附作用力，表现为苯酚从这些活性炭表面上的脱附活化能低于原始活性炭表面的脱附活化能[12]．对于高锰酸钾改性后的活性炭滤柱而言，因为高锰酸钾属于强氧化剂，活性炭经氧化改性处理后，使其微孔结构遭到破坏，过渡孔系增多，吸附性能明显降低[16].另外，表面含氧酸性基团大量增加，表面亲水性增强，不利于对以疏水性为主的苯酚的吸附．因此，这种改性活性炭在活性炭过滤吸附工艺中不宜使用．总之，对这几种改性活性炭而言，虽然铝盐改性活性炭对苯酚的吸附容量有所降低，但从处理效果和生产工艺等整个环节来看，铝盐活性炭是净水处理工艺中一种较优的活性炭吸附剂，尤其是在活化改性活性炭过滤净化小分子量有机物方面具有更为广阔前景．3 结论不同改性活性炭过滤吸附去除苯酚的性能强弱顺序为：Al3+>H+>Zn2+>CK>Cu2+>Mn7+．活性炭滤柱对苯酚原水具有较强的耐冲击性能．对于中低浓度的苯酚原水来说，铝盐改性活性炭滤柱对其处理净化能力达99%以上，出水浓度低于1 mg/L，盐酸活化炭滤柱的处理效果稍弱于铝盐炭滤柱．整体而言，铝盐改性活性炭滤柱的净化能力强于盐酸活化炭滤柱，其稳定性也较好，选择性较强．综合苯酚出水浓度和生产成本等因素，认为铝盐是作为一种优良的活性炭活化剂，其改性活性炭易于再生并能循环使用，在净水深度处理中具有广阔的应用前景．参考文献：[1] 王代芝.Cr3+——改性膨润土处理含苯酚废水[J].化学工业与工程，2005，22(4)：282-284.[2] 吴永文,李忠,奚红霞，等.高聚物吸附剂的空隙结构和表面特性对苯酚吸附容量的影响[J].化工学报，2003,55(11)：1642-1645.[3] 张青红,高濂.高度分散的Pt/TiO2的制备及光催化活性[J].化学学报，2005,63(1)：65-70.[4] WEINGARTNER C．The KSVA procedure a new procedure for the selective removal of organic traces[J]. 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吸附苯酚的条件
吸附苯酚的条件1. 大家好啊！今天咱们来聊一个特别有趣的话题——怎么才能让苯酚乖乖地被吸附住。
说起这个，可有意思了，就像是在玩捉迷藏游戏，得找对方法才能把这个"调皮鬼"抓住！2. 温度可是个关键因素！苯酚就像个任性的小孩，温度太高它就闹脾气，四处乱跑。
温度要控制在二十到三十度之间最合适，这时候它最安分，最容易被吸附剂"抱"住。
3. 说到酸碱度，那可得好好掌握。
苯酚特别挑剔，就跟爱美的姑娘似的，酸碱度得恰到好处才行。
一般来说，酸性环境下它更容易被吸附，但也不能太酸，得把酸碱度控制在4到6之间最好。
4. 吸附剂的选择也是门大学问。
活性炭就像是个百宝箱，孔隙特别多，能把苯酚牢牢地"抓"住。
要是用其他吸附剂，效果可就差远了，就像是用筛子装水一样，漏得到处都是。
5. 搅拌速度也得注意，不能太快也不能太慢。
太快了，苯酚像是被吓坏了，到处乱窜；太慢了，又像是在打瞌睡，根本不往吸附剂那儿凑。
每分钟一百到两百转最合适，就像是在跳一支优雅的华尔兹。
6. 时间也是个要紧事儿。
吸附不是请客吃饭，得给足时间。
一般得两三个小时才能吸附得差不多，着急可不行，就像煲汤一样，火候要足。
7. 浓度这事儿也有讲究。
苯酚浓度太高，吸附剂就像是个小胃口的人，吃不了那么多；浓度太低，又不够经济实惠。
得根据实际情况，找到个最佳点。
8. 吸附剂的用量也得合适。
放太多，那是浪费；放太少，又抓不住苯酚。
这就像是打太极，力道要恰到好处，才能事半功倍。
9. 还得注意溶液的流速。
要是流得太快，苯酚就像是坐了火箭，根本来不及被吸附；流得太慢，又浪费时间。
得找到那个最佳的"步调"。
10. 压力条件也不能忽视。
适当的压力能帮助吸附，就像是给苯酚加了把力，推着它往吸附剂那儿走。
但压力太大，反而会适得其反。
11. 杂质的影响也得考虑进去。
要是溶液里杂质太多，就像是演唱会现场太吵，苯酚都找不着北了。
(完整版)活性炭吸附苯酚实验数据处理
标液浓度/ug/ml0.40.81.21.62初浓度/ug/ml 平衡浓度/ug/ml 炯P 1/ P 吸附量q 炯q 1/q20.09 7.4 0.87 0.14 12.69 1.10 0.0840.18 15.89 1.20 0.06 24.29 1.39 0.0460.27 20.86 1.32 0.05 39.41 1.60 0.0380.36 33.62 1.53 0.03 46.74 1.67 0.02100.45 40.03 1.60 0.02 60.42 1.78 0.0230rfftFreundlish 型吸附等温线。
^^ix+o. 3231厂2 = 0.9721吸光度0.0530.1120.1630.2140.267logp30U时langndw型吸附歹髯现1/p初浓度/ug/ml 平衡浓度/ug/ml 炯P 1/ P 吸附量q 炯q 1/q 20.09 5.32 0.73 0.19 14.77 1.17 0.07 40.18 13.43 1.13 0.07 26.75 1.43 0.04 60.27 22.87 1.36 0.04 37.4 1.57 0.03 80.36 30.22 1.48 0.03 50.14 1.70 0.02 100.45 40.79 1.61 0.02 59.66 1.78 0.0220r： langmiur吸附等温线y = 0.3046x+0. 01151/p实验分析：吸附性能的大小随吸附剂的性质，吸附剂表面的大小，吸 附质的性质和浓度的大小，及温度的高低等而定，由于吸附发生在物 体的表面上，所以吸附剂的总面积愈大，吸附的能力愈强。
活性炭具 有巨大的表面积，所以吸附能力很强。
一定的吸附剂，在吸附质的浓 度和压强一定时，温度越高，吸附能力越弱，所以低温对吸附作用有 利，20度的吸附效果比30度的吸附效果更好。
Freu ndlish 更加适用于中等浓度的溶液，适用于活性炭的吸附，处 理和归纳实验数据时更加简单和准确。
【活性炭对水中苯酚的吸附】 活性炭对苯酚的吸附
【活性炭对水中苯酚的吸附】活性炭对苯酚的吸附活性炭对水中苯酚的吸附梁晓王凤娇唐婧活性炭对水中苯酚的吸附梁晓王凤娇唐婧（内蒙古鄂尔多斯市环境保护中心监测站，东胜017000）摘要：本文探讨和研究了活性碳吸附水中苯酚的试验方法以及活性碳对水中苯酚的吸附效率。
在比较了不同条件下活性炭对苯酚的吸附效果的情况下，确定了处理水中苯酚的活性炭用量、水的ph值、温度、粒径大小对吸附结果的影响。
研究结果表明，粒径关键词：苯酚;活性炭;光度法;吸附中图分类号：x7031文献标识码：a文章编号：1007-0370（2009）06-0141-03theadsorptionofphenolinwaterwithactivatecarbonliangxiaowangfengjiaotangjing（erdouscityenvironmentalmonitoringstationofinnermongolia，dongsheng017000）mentalmethodsandadsorptionefficiencyofphenolinwaterwithactivatecarbonarestudiedanddiscussed.theabstrac：ttheexperiadsorptioneffectivenessofphenolwithactivatecarbonunde rdifferentconditionsarecompared，thevolumeofactivatecarbon，phvalue，temperatureandimpactsofparticlesizeonadsorptioneffectivenessarei dentified.keywords。
pheno;lactivatecarbon;luminosity;adsorption酚类属于高毒物质，是水中的主要污染物之一。
酚类的测定是环保、卫生部门水质监测的重要项目之一[1]附条件下对吸附效率的影响。
苯酚在活性炭上的吸附与脱附研究
科研开发化工科技,1999,7(4):35～38SCIENCE &T ECHNO LOG Y IN CHEM ICA L I ND UST RY收稿日期:1999-05-27作者简介:张会平(1964-),男,博士,副教授。
1991年6月毕业于广州华南理工大学化学工程专业,获博士学位。
1991年12月进入北京清华大学化学工程系国家重点化学工程实验室的工业化学与化学工程博士后流动站作博士后,现在厦门大学化工系从事教学与研究工作。
主要研究方向是分离与反应工程,环境化工,精细化工产品的开发。
发表论文近20篇。
＊国家自然科学基金资助项目(29676035)苯酚在活性炭上的吸附与脱附研究＊张会平 钟 辉 叶李艺(厦门大学化工系,厦门,361005)摘 要 本文研究了苯酚水溶液在活性碳上的吸附平衡关系,溶液pH 值对活性炭吸附性能的影响,苯酚在固定床上的吸附动力学和脱附动力学。
同时采用间歇法和固定床连续法研究吸附苯酚后的活性炭碱再生工艺过程,多次再生对活性炭再生效率的影响,探讨了碱法再生活性炭的初步规律。
关键词 活性炭 吸附 苯酚 再生分类号 T Q 243.1 活性炭具有极为发达的内部孔隙结构和较大的比表面积,是一种最常用的吸附剂之一。
活性炭在化工,食品,医药,军事和环境保护等领域都具有较广阔的应用,尤其是在环境保护中,大量用于废气净化,水和废水处理之中。
含酚废水是一种十分典型且普遍存在的工业有机废水,如何更加有效治理含酚废水,减少环境污染,保护人类生存环境,是一项长期有待解决的工程实际问题。
活性炭吸附法处理含酚废水是一种常用的废水深度处理方法,如何合理设计活性炭吸附处理含酚废水的工艺过程,有效再生活性炭使之得到循环使用,提高其使用寿命,减少资源浪费,同时回收酚类加以利用,是一项既有理论意义又有实际应用价值的研究课题。
本文以苯酚为含酚废水的代表,通过研究苯酚水溶液在活性炭上的吸附平衡和固定床吸附动力学基础上,用NaOH 溶液作为碱法再生溶液,探讨再生活性炭的工艺过程,为将来进行工艺过程设计奠定一定基础。
环化实验底泥对苯酚吸附作用-
1
2
3
式中：ρ0——起始浓度，μg /mL； ρe——平衡浓度，μg /mL； ρ1——在标准曲线上查得的测量浓度，μg /mL；
n——溶液的稀释倍数； V——吸附实验中所加苯酚溶液的体积，mL ；
W——吸附实验所加底泥样品的量，g；
Q——苯酚在底泥样品上的吸附量，mg/g。
*
补充
三种吸附等温式拟合吸附等温线
6
25.0 0
2000 0.50 500
数据处理
Part
4
Part 1
Part 2
Part 3
Part 4
数据处理
数据处理
计算平衡浓度（ρe）及吸附量（Q）：
1. 计算平衡浓
度（ρe）及吸
附量（Q）。
利用平衡浓度和 吸附量数据绘制 苯酚在底泥上的 吸附等温线。
利用三种吸附等 温式拟合吸附等 温线，求各自的 线性方程及相关 系数。
Part 2
Part 3
Part 4
仪器 & 试剂
试剂
(7) 苯酚标准中间液（使用时当天配制）：取适量苯酚储备液，用水稀释，
配制成10μg/mL苯酚中间液。
(8) 缓冲溶液（pH约为10）：称取20 g氯化铵溶于100 mL氨水中，加塞， 置冰箱中保存。 (9) 2% 4-氨基安替比林溶液：称取4-氨基安替比林（C11H13N3O）2g溶于 水，稀释至100 mL，置于冰箱中保存。可使用1周。 (10) 8%铁氰化钾溶液：称取8g铁氰化钾｛K3[Fe(CN)6]｝溶于水，稀释至 100 mL。置于冰箱内可保存1周。
式中： V3 —— 硫代硫酸钠溶液消耗量，mL ； V4 —— 移取碘酸钾标准参考溶液量，mL ；
苯酚吸附实验
2.实验部分2.1实验原料和试剂2.1.1实验原料实验所用的凹凸棒粘土原矿产地为甘肃靖远，原矿经烘干水洗，再烘干后研磨，过200目筛(0.074mm),外观呈砖色粉状，其主要成分为非晶质SiO2。
2.1.2实验试剂实验所用药品有苯酚(1.0g/L)、4-氨基安替比林、铁氰化钾、氨水(NH3H2O)、氯化铵、氢氧化钠、盐酸、溴代十六烷基吡啶、十二烷基磺酸钠、四丁基溴化铵。
实验所用主要试剂见表2.1。
2.1.3实验所用药品的配置所用药品配置方法如下：(1)苯酚标准储备液：称取0.5g无色苯酚溶于蒸馏水，定容至500ml，配成浓度为1g/L 苯酚无色溶液，备用。
⑵氨缓冲溶液：称取20g NH4CI白色固体溶于100ml的氨水中配成pH" 10的氨缓冲溶液，备用。
⑶安替比林溶液：称取2g淡黄色安替比林固体粉末溶于蒸馏水，定容至100ml，配成质量浓度为20%的浅黄色溶液。
(4) 铁氰化钾溶液：称取8g铁氰化钾红色颗粒溶于92ml的蒸馏水中，配成质量浓度为8%的铁氰化钾溶液。
(5) 盐酸溶液：量取10ml的分析纯盐酸溶液加入10ml蒸馏水，配成pH〜2的盐酸溶液(6) 氢氧化钠溶液：称取一定量的氢氧化钠固体，加入定量的蒸馏水，配成pH" 10的氢氧化钠溶液。
2.2实验仪器设备实验所用仪器有分光光度仪、恒温振荡器、低速离心机、电热恒温鼓风干燥箱、玻璃仪器气流烘干器、电子分析天平。
试验主要设备见表 2.2。
表2.3实验方法2.3.1吸附剂的制备取凹凸棒土若干克，用200目的筛子进行筛分。
分别称取0.02g,0.04g,0.06g,0.085g, 0.11g, 0.135g溴代十六烷基吡啶(C2i H38NBr)溶解到25ml水中，在30C下放于恒温振荡器中充分搅拌使其溶解。
然后称上述土样1g加入其中，在80C下放于恒温振荡器(r=170r/min)中充分搅拌分散6h,再将该体系静置1h,然后将其离心清洗，倒掉上清液，重复三次，将所得的有机改性土置于烘箱中于80C下烘干，经研磨即可得到疏松的砖红色固体粉末，将制备好的有机土放到干燥器中，备用。
去除苯酚的实验报告
一、实验目的1. 了解苯酚的性质及其在水体中的存在形式。
2. 掌握去除苯酚的常用方法及其原理。
3. 通过实验验证不同方法去除苯酚的效果。
二、实验原理苯酚是一种有机化合物，广泛存在于工业废水中。
由于苯酚具有毒性和生物累积性，对环境和人体健康造成危害。
本实验主要采用以下方法去除苯酚：1. 氢氧化钠法：苯酚能溶于氢氧化钠水溶液而苯不能，反应完成后以分液漏斗分离即可。
2. 吸附法：利用活性炭、沸石等吸附剂对苯酚进行吸附，从而达到去除的目的。
3. 高级氧化技术：利用臭氧、过硫酸盐等氧化剂将苯酚氧化为无害物质。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：苯酚溶液、氢氧化钠溶液、活性炭、沸石、臭氧、过硫酸盐等。
2. 实验仪器：分液漏斗、磁力搅拌器、锥形瓶、烧杯、滴定管、比色计等。
四、实验步骤1. 氢氧化钠法：（1）取一定量的苯酚溶液于锥形瓶中。
（2）加入适量的氢氧化钠溶液，搅拌均匀。
（3）用分液漏斗分离有机层和水层。
（4）检测水层中苯酚的浓度，计算去除率。
2. 吸附法：（1）取一定量的苯酚溶液于锥形瓶中。
（2）加入适量的活性炭或沸石，搅拌均匀。
（3）磁力搅拌一定时间后，用过滤装置分离吸附剂和溶液。
（4）检测溶液中苯酚的浓度，计算去除率。
3. 高级氧化技术：（1）取一定量的苯酚溶液于锥形瓶中。
（2）加入适量的臭氧或过硫酸盐，搅拌均匀。
（3）磁力搅拌一定时间后，检测溶液中苯酚的浓度，计算去除率。
五、实验结果与分析1. 氢氧化钠法实验结果显示，在实验条件下，苯酚的去除率约为85%。
2. 吸附法实验结果显示，在实验条件下，活性炭对苯酚的去除率约为90%，沸石对苯酚的去除率约为75%。
3. 高级氧化技术实验结果显示，在实验条件下，臭氧对苯酚的去除率约为80%，过硫酸盐对苯酚的去除率约为70%。
六、实验结论1. 氢氧化钠法是一种简单易行的去除苯酚的方法，但去除率相对较低。
2. 吸附法是一种高效的去除苯酚的方法，其中活性炭的去除效果优于沸石。
组会汇报PPT
BS-12+BS-18双两性复配修饰膨润土对 苯酚的吸附性能研究
汇报人：XXX 专业：环境工程 指导老师:XXX 教授
目录/Contents
01
02
03
技术路线
上一阶段实验成果
近期实验结果与讨论
04
未来一个月的实验计划
技术路线
温度、pH
离子强度
二、上阶段实验结果
25BS12、50BS12、100BS12、150BS12四个系列复配修饰土 在10℃、25℃、40℃下的对苯酚的等温吸附以及pH和温度对苯酚吸附的影响。
上阶段实验结论
50BS12、50BS12、100BS12、150BS12四个系列的复配修饰土吸附量最大的土样分别为25BS12+150BS18、50BS12+100BS18 、100BS12+50BS18、150BS12+25BS18 。 修饰土样对苯酚的吸附具有增温负效应，以物理吸附为主; pH 升高不利于苯酚吸附; 离子强度对苯酚的吸附有促进作用。 热力学参数表明双两性复配修饰土样吸附苯酚是一个自发的、放热的物理吸附过程。
Intraparticle diffusion equation
3.6吸附动力学
土样
BS12+100BS18
qe exp(mmol/kg)
1002.69
Pseudo-first order
Elovich equation
qe cal
993.03
α
151170
k1
1.35
β
0.0238
R2
0.918
2
0.91
2
0.023
2.6吸附动力学
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2. 实验部分2.1 实验原料和试剂2.1.1 实验原料实验所用的凹凸棒粘土原矿产地为甘肃靖远，原矿经烘干水洗，再烘干后研磨，过200目筛(0.074mm)，外观呈砖色粉状，其主要成分为非晶质SiO2。
2.1.2 实验试剂实验所用药品有苯酚(1.0g/L)、4-氨基安替比林、铁氰化钾、氨水(NH3·H2O) 、氯化铵、氢氧化钠、盐酸、溴代十六烷基吡啶、十二烷基磺酸钠、四丁基溴化铵。
实验所用主要试剂见表2.1。
表2.1试验试剂药品名称规格生产厂商溴代十六烷基吡啶分析纯(AR) 天津市化学试剂第六二厂三分厂盐酸（HCL）分析纯(AR) 天津市化学试剂六厂三分厂苯酚分析纯(AR) 北京化学试剂二厂氨水(NH3·H2O) 分析纯(AR) 天津市化学试剂六厂三分厂4-氨基安替比林分析纯(AR) 上海试剂一厂氢氧化钠分析纯(AR) 天津市化学试剂六厂三分厂铁氰化钾分析纯(AR) 天津市化学试剂四厂氯化铵分析纯(AR) 天津市大茂化学试剂厂2.1.3 实验所用药品的配置所用药品配置方法如下：(1)苯酚标准储备液：称取0.5g无色苯酚溶于蒸馏水，定容至500ml，配成浓度为1g/L苯酚无色溶液，备用。
(2)氨缓冲溶液：称取20g NH4Cl白色固体溶于100ml的氨水中配成pH≈10的氨缓冲溶液，备用。
(3)安替比林溶液：称取2g淡黄色安替比林固体粉末溶于蒸馏水，定容至100ml，配成质量浓度为20%的浅黄色溶液。
(4)铁氰化钾溶液：称取8g铁氰化钾红色颗粒溶于92ml的蒸馏水中，配成质量浓度为8%的铁氰化钾溶液。
(5)盐酸溶液：量取10ml的分析纯盐酸溶液加入10ml蒸馏水，配成pH≈2的盐酸溶液。
(6)氢氧化钠溶液：称取一定量的氢氧化钠固体，加入定量的蒸馏水，配成pH ≈10的氢氧化钠溶液。
2.2 实验仪器设备实验所用仪器有分光光度仪、恒温振荡器、低速离心机、电热恒温鼓风干燥箱、玻璃仪器气流烘干器、电子分析天平。
试验主要设备见表2.2。
表2.2实验所用仪器仪器名称 型号 生产厂家分光光度仪 722s 上海精密科学仪器有限公司 恒温振荡器 THZ-82 国华企业 低速离心机 TDL80-2B电热恒温鼓风干燥箱 DHG-9626A 上海精宏实验设备有限公司 电子分析天平 FA1004N玻璃仪器气流烘干器巩义市英峪予华仪器厂2.3 实验方法 2.3.1 吸附剂的制备取凹凸棒土若干克，用200目的筛子进行筛分。
分别称取0.02g ，0.04g ，0.06g ，0.085g ，0.11g ，0.135g 溴代十六烷基吡啶（C 21H 38NBr ）溶解到25ml 水中，在30℃下放于恒温振荡器中充分搅拌使其溶解。
然后称上述土样1g 加入其中，在80℃下放于恒温振荡器(r=170r/min)中充分搅拌分散6h ，再将该体系静置1h ，然后将其离心清洗，倒掉上清液，重复三次，将所得的有机改性土置于烘箱中于80℃下烘干，经研磨即可得到疏松的砖红色固体粉末，将制备好的有机土放到干燥器中，备用。
2.3.2 吸附实验流程准确称取一定量吸附剂于100mL 具塞锥形瓶中，再加入苯酚溶液10mL 。
在一定温度下震荡一定时间，对悬浮液离心分离，测定上清液中残留苯酚的浓度。
由式（2.1）计算。
2.1 式中： Q — 吸附剂的吸附量（mg/g ）；m VC C Q )(0-=C0—苯酚溶液的初始浓度（mg/L）；C —苯酚溶液的剩余浓度（mg/L）；m —吸附剂的质量（mg）。
2.3.3 测定方法实验中苯酚的分析测定采用安替比林分光光度法测定。
在微碱性条件下以铁氰化钾为显色剂，在波长510nm处测定吸光度，由此确定溶液中苯酚的浓度。
2.3.4 标准曲线的绘制取数支50mL具塞比色管，分别加入苯酚（10mg/L）溶液0.50、1.00、3.00、5.00、7.00、10.00、12.50mL，向比色管中加适量水，再加入氨缓冲溶液0.5mL后混匀，再加安替比林1.0mL混匀，再加铁氰化钾1.0ml混匀，然后加蒸馏水至25mL刻度线，放置15min。
在722s分光光度计上用10mm比色皿，于510nm波长处，以空白溶液为参比，测量吸光度。
结果见表2.3。
以苯酚的含量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线，如图2-1所示。
可见，吸光度和浓度之间有良好的线性关系，线性相关系数R2=0.9996，直线方程为y=0.0295x+0.0016。
表2.3 不同浓度溶液的吸光度） 5 10 30 50 70 100 125 苯酚量（g吸光度A 0.015 0.032 0.096 0.147 0.206 0.296 0.3723.5温度的影响吸附等温线分别称取0.3g定量吸附剂在室温下吸附50mg/L的苯酚溶液10ml，吸附时间为10min，取一定体积上清液测定其吸光度，考察在不同的苯酚初始浓度条件下，温度对吸附效果的影响。
清液的浓度和吸附量及吸附剂量的关系见表3.4和图3-5。
由此可以看出，(1)在一定的浓度范围内随着苯酚初始浓度的增加吸附量呈上升趋势。
当浓度增加到一定程度时吸附量基本恒定。
(2)在温度低于30℃时随着温度的身高，平衡吸附量上升。
当温度超过30℃时随温度的升高，平衡吸附量稍微降低。
表3.5 温度对吸附的影响苯酚初始浓度(C0=50mg/L) 吸附平衡时间T=40min 改性剂的配比0.07:1苯酚的体积10ml 上清液体积2ml温度T/℃浓度（mg/L）吸附剂质量/g上清液体积/mL吸光度A平衡浓度/C e(mg/L)吸附量/(mg/g)lnQ lnC 1/Q 1/c20℃20 0.3004 4 0.152 12.7457 0.2415 -1.4209 2.5452 4.1410 0.0785 40 0.2999 2 0.154 25.8305 0.4725 -0.7497 3.2516 2.1165 0.0387 60 0.3003 2 0.232 39.0508 0.6976 -0.3600 3.6649 1.4335 0.0256 80 0.3004 1 0.163 54.7118 0.8418 -0.1721 4.0021 1.1879 0.0183 100 0.3003 1 0.195 65.5593 1.1469 0.1370 4.1830 0.8719 0.0153 150 0.2999 1 0.289 97.4237 1.7531 0.5614 4.5791 0.5704 0.0103 200 0.3003 0.5 0.188 126.372 2.4518 0.8968 4.8392 0.4079 0.007930℃20 0.3004 4 0.152 12.7457 0.2415 -1.4209 2.5452 4.1410 0.0785 40 0.2999 2 0.156 26.1694 0.4612 -0.7739 3.2646 2.1684 0.0382 60 0.3001 2 0.243 40.9152 0.6359 -0.4526 3.7115 1.5725 0.0244 80 0.2998 1 0.163 54.7118 0.8435 -0.1701 4.0021 1.1855 0.0183 100 0.2998 1 0.195 65.5593 1.1488 0.1387 4.1830 0.8705 0.0153 150 0.3001 1 0.285 96.0677 1.7971 0.5861 4.5651 0.5564 0.0104 200 0.2997 0.5 0.211 141.966 1.9364 0.6608 4.9556 0.5164 0.007040℃20 0.2995 4 0.154 12.9152 0.2366 -1.4415 2.5584 4.2274 0.0774 60 0.2999 2 0.242 40.7457 0.6420 -0.4431 3.7074 1.5576 0.0245 100 0.3007 1 0.203 68.2711 1.0552 0.0536 4.2235 0.9477 0.0146 150 0.3006 1 0.31 104.542 1.5122 0.4135 4.6496 0.6613 0.0096 200 0.2995 0.5 0.216 145.355 1.8245 0.6013 4.9792 0.5481 0.0069 20 0.3013 4 0.163 13.6779 0.2098 -1.5614 2.6158 4.7659 0.073180 0.3003 2 0.34 57.3559 0.7540 -0.2822 4.0493 1.3262 0.0174 100 0.2995 1 0.214 72.0000 0.9349 -0.0673 4.2767 1.0696 0.0139 150 0.3039 1 0.317 106.915 1.4177 0.3490 4.6720 0.7054 0.0094 200 0.3076 0.5 0.219 147.389 1.7103 0.5366 4.9931 0.5847 0.006860℃20 0.2996 4 0.16 12.7457 0.2195 -1.5163 2.5970 4.5558 0.0745 40 0.2999 2 0.169 25.8305 0.3877 -0.9475 3.3454 2.5793 0.0352 60 0.3000 2 0.258 39.0508 0.5514 -0.5952 3.7718 1.8135 0.0230 80 0.3000 2 0.34 54.7118 0.7548 -0.2812 4.0493 1.3249 0.0174 100 0.3000 1 0.208 65.5593 1.0011 0.0011 4.2480 0.9989 0.0143 150 0.2997 1 0.314 97.4237 1.4715 0.3863 4.6625 0.6796 0.0094 200 0.3002 0.5 0.218 146.712 1.7751 0.5738 4.9885 0.5634 0.00683.6.1 吸附热力学基本方程介绍1．朗缪尔(Langmuir)吸附等温式/(1)m Q Q bc bc =+ 3.7 或m m Q C b Q Q 1111+⨯= 3.8 式中，Q — 吸附量(mg/g)；m Q — 饱和吸附量(mg/g)；C — 苯酚溶液浓度(mg/L)； b — 常数。
从公式3.8可以看出1/Q 对1/C 作图是一条直线，斜率为1/Q m b ，截距为1/Q m 。