活性炭吸附实验报告

《环工综合实验（1）》（活性炭吸附实验）

实验报告

专业环境工程（卓越班）

班级

姓名

指导教师

成绩

东华大学环境科学与工程学院实验中心

二0一六年11月

附剂的比表面积、孔结构、及其表面化学性质等有关。

吸附等温线（Adsorption Isotherm）:

指一定温度条件下吸附平衡时单位质量吸附剂的吸附量q 与吸附质在流体相中的分压p （气相吸附）或浓度c （液相吸附）之间的关系曲线。

水中苯酚在树脂上的吸附等温线

水中苯酚在活性炭上的吸附等温线

吸附机理和吸附速率

吸附机理：

吸附质被吸附剂吸附的过程一般分为三步：（1）外扩散

（2）内扩散

（3）吸附

①外扩散：吸附质从流体主体通过扩散传递到吸附剂颗粒的外表面。因为流体与固体接触时，在紧贴固体表面处有一层滞流膜，所以这一步的速率主要取决于吸附质以分子扩散通过这一滞流膜的传递速率。

②内扩散：吸附质从吸附剂颗粒的外表面通过颗粒上微孔扩散进入颗粒内部，到达颗粒的内部表面。

③吸附：吸附质被吸附剂吸附在内表面上。

对于物理吸附，第三步通常是瞬间完成的，所以吸附过程的速率由前二步决定。

•活性炭具有良好的吸附性能和化学稳定性，是目前国内外应用较广泛的一种非极性的吸附剂。

•由于活性炭为非极性分子，因而溶解度小的非极性物质容易被吸附，而不能使其自由能降低的污染物既溶解度大的极性物质不易被吸附。活性炭的吸附能力以吸附容量q e表示：

•qe=X/M=V(Co-C)/M

•在一定的温度条件下，当存在于溶液中的被吸附物质的浓度与固体表面的被吸附物质的浓度处于动态平衡时，吸附就达到平衡。

1、吸附剂的比表面积越大，其吸附容量和吸附效果就越好吗？为什么？

答：比表面积越大，不一定吸附容量就越好。吸附剂的比表面积越大，只能说明其吸附能力较大，并不代表吸附容量就越大。吸附容量的大小还与脱吸速度有关，如果脱吸速度很快，就算吸附能力再大，吸附容量也还是没多大提升。吸附容量是一个动态平衡的过程。

吸附剂的良好吸附性能是由于它具有密集的细孔构造，与吸附有关的物理性能有：a.孔容（VP）：吸附剂中微孔的容积称为孔容，通常以单位重量吸附剂中吸附剂微孔的容积来表示(cm3/g)；b.比表面积：即单位重量吸附剂所具有的表面积，常用单位是m2/g；c.孔径与

五、实验记录及原始数据

由于实验所用比色管为50ml，而实验步骤中的比色管为100ml，因此所有浓度都要×2。

标准曲线1

浓度（mg/L）

吸光度

（Abs）

标准曲线方程/线性相关系数

0 0

1 0.007

2 0.013

4 0.027

8 0.048

16 0.096

32 0.176 当前温度：19.6℃

粉末活性炭间歇吸附试验记录

直接蓝加入量（mL）

浓度

（mg/L）

吸光度

(Abs)

剩余浓度

（mg/L）

吸附容量

（mg/g）

0 0 0 0 /

12 5.357 0.005 0.382 0.00557 24 9.677 0.018 2.745 0.00860 36 13.235 0.028 4.564 0.0118 48 16.216 0.053 9.109 0.0105 60 18.750 0.020 3.109 0.0250 90 23.684 0.030 4.927 0.0356 120 27.273 0.050 8.564 0.0412

标准曲线2

浓度（mg/L）

吸光度

（Abs）

标准曲线方程/线性相关系数

0 0

1 0.003

2 0.010

4 0.021

8 0.043

16 0.101

32 0.158 当前温度：19.6℃

颗粒活性炭间歇吸附试验记录

直接蓝加入量（mL）

浓度

（mg/L）

吸光度

（Abs）

剩余浓度

（mg/L）

吸附容量

（mg/g）

0 0 0 0 / 12 5.357 0.025 4.549 0.0009 24 9.677 0.045 8.471 0.0015 36 13.235 0.061 11.608 0.0022 48 16.216 0.083 15.922 0.0004 60 18.750 0.095 18.275 0.0008 90 23.684 0.126 24.353 -0.0013 120 27.273 0.147 28.471 -0.0026

六、数据处理及结论

粉末活性炭间歇吸附曲线

由于曲线有不符合实验结果的数据存在，需要取舍，因此选择12mL、24mL、36mL的数据来做吸附容量曲线。

由y=0.8168x-2.8551可得：lgK=-2.8551 1/n=0.8168

K=0.058 n=1.22

颗粒活性炭间歇吸附曲线

由于计算出来的吸附容量有负数，因此选择12mL、24mL、36mL的数据来做吸附容量曲线。

由y=0.9712x-3.7611可得，lgK=-3.7611 1/n=0.9712

K=0.023 n=1.03

由以上两个实验曲线可以发现，吸光度的变动有点幅度，并出现吸附容量有负数的情况，实验误差偏大，因此纵观整个实验过程，可能因为离心的时间不够长，或者离心的过程中晃动太大，有影响到实验的结果，也有可能是机器的原因，仪器误差。另外在测吸光度的时候，可能因为动作幅度太大，使得离心过后的活性炭又有上浮的趋势，人员误差和操作误差导致实验结果有误差。