活性炭吸附实验方案

活性炭吸附实验方案

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活性炭在水处理中的运用

用活性炭吸附法处理污水或废水就是利用其多孔性固体表面，吸附去除污水或废水中的有机物或有毒物质，使之得到净化。研究表明，活性炭对分子量500-1000范围内的有机物具有较强的吸附能力。活性炭对有机物的吸附受其孔径分布和有机物特性的影响，主要是受有机物的极性和分子大小的影响。同样大小的有机物，溶解度越大、亲水性越强，活性炭对它的吸附性越差，反之，对溶解度小，亲水性差、极性弱的有机物如苯类化合物、酚类化合物等具有较强的吸附能力[3]

活性炭水处理的主要影响因素有: 活性炭的性质、吸附质性质、吸附质的浓度、溶液pH、溶液温度、多组分吸附质共存和吸附操作条件等[4].

3.仪器与药品

仪器

可见分光光度计恒温摇床 药品

亚甲基蓝、粉末活性炭(PAC)、不定型颗粒活性炭(GAC)

4.实验操作

4.1亚甲基蓝标线绘制

1、 配制100mg/L的亚甲基蓝溶液：称取0.1g亚甲基蓝，用蒸馏水溶解后移入1000ml容量瓶中，并稀释至标线。

2、 用移液管分别移取亚甲基蓝标准溶液5、10、20、30、40ml于100ml容量瓶中，用蒸馏水稀释至100ml刻度线处，摇匀，以水为参比，在波长664nm处，用1cm比色皿测定吸光度，绘出标准曲线。 4.2吸附实验 4.2.1投加量的影响

分别称取0.01、0.02、0.04、0.08、0.09、0.l2gGAC或PAC，加入到100mL浓度为20mg/L的亚甲基蓝溶液中，放入恒温振荡器中振荡，设置转速为130r/min，反应60 min，取上清液测定剩余溶液的吸光度，考察活性炭投加量对亚甲基蓝去除率的影响。 4.2.1吸附时间的影响

分别称取0.05g GAC或PAC，加入到100mL浓度为20mg/L的亚甲基蓝溶液中，放入恒温振荡器中振荡,设置转速为130r/min，分别振荡 10、20、30、60、90、120min，在不同时刻取上清液测定剩余溶液的吸光度，考察对吸附时间亚甲基蓝去除率的影响。 4.2.2初始浓度的影响

分别称取0.05g GAC或PAC至一系列250mL的磨口锥形瓶中,然后倒入100mL不同浓度(l0mg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L、50mg/L)的亚甲基蓝溶液，放入恒温振荡器中振荡,设置转速为130r/min，反应60 min，取上清液测定剩余溶液的吸光度，考察亚甲基蓝初始浓度对去除率的影响。 4.2.3吸附等温线

在一系列250mL锥形瓶中分别加入0.05gGAC或PAC之后向瓶内倒入100mL 浓度分别为 10、20、30、40、50、60、70、80、90、100mg/L 的亚甲基蓝溶液,此时活性炭的投加量为0.50g/L，放入恒温摇床中振荡，设置转速为130r/min。吸附饱和后，取上清液测定亚甲基蓝平衡浓度(Ce)，根据吸附前后亚甲基蓝浓度差、溶液体积和吸附剂用量计算活性炭对亚甲基蓝的吸附容量(qe)。对试验数据分别做Langmuir吸附等温线和Freundlich吸附等温线拟合。 4.2.4穿透曲线

从吸附柱（20cm）上口流进100mg/L 的亚甲基蓝溶液，从吸附柱出口接样调节其流量到所需要的值，一定时间间隔后接样，分析其浓度。直到出口浓度接近初始浓度为止，实验结束。

引用

[1]沈渊玮,陆善忠.活性炭在水处理中的应用[J].工业水处理,2007,04:13-16.

[2]王丁明,曹国凭,贾云飞,刘鹏程.活性炭吸附技术在水处理中的应用[J].北方环境,2011,11:190-191.

[3]郭瑞霞,李宝华.活性炭在水处理应用中的研究进展[J].炭素技术,2006,01:20-24. [4]王宝庆,陈亚雄,宁平.活性炭水处理技术应用[J].云南环境科学,2000,03:46-49.

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