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实验-活性炭去除重金属离子Cd和Cu
实验-活性炭去除重金属离子Cd和Cu
发布时间:2018-5-3 17:35:53      来源:4001百老汇会员登入     

    本实验主要研究活性炭对重金属离子Cd和Cu的吸附性能情况及影响因素。

    本实验采用的吸附剂为活性炭颗粒,在使用前应先经过预处理。处理方法:将一定量的活性炭用盐酸、蒸馏水洗净后加蒸馏水煮沸,沸腾20min,然后冷却至室温,置于干燥箱中,在105℃下恒温干燥24h。

    实验步骤:

    (1)绘制含铜离子和含铬离子溶液的标准曲线。

    配制浓度分别为0.2mg/l、0.4mg/l、0.8mg/l、1.0mg/l的含Cu2+溶液共4份,在波长为324.7nm,狭缝为2.0,电压为292V,电流为4.77A的条件下用原子吸取分光光度计测定其吸光值,绘制标准曲线。

    配制浓度分别为0.2mg/l、0.4mg/l、0.8mg/l、1.0mg/l的含Cd2+溶液共4份,在波长为229.1m,狭缝为2.0,电压为289V,电流为5.52A的条件下用原子吸取分光光度计测定其吸光值,绘制标准曲线。

    (2)分别配制100ml浓度为10mg/l的含Cu2+溶液和含Cd2+溶液各9份,每份中加入已经过预处理的活性炭2g(±0.003g),两种不同金属离子的溶液试样分别在10℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃的温度下振荡5h,然后过滤,应保证滤液澄清,以避免影响后续操作。再用原子吸取分光光度计测定活性炭对Cu离子和Cd离子的吸附效果。

    (3)分别配制100ml浓度为10mg/l的含Cu2+溶液和含Cd2+溶液各7份,每份中加入已经过预处理的活性炭2g(±0.003g)。调节溶液的pH值,以探寻最佳pH值。调节7份CdSO4溶液的pH值分别为2.0、3.4、4.0、5.6、7.3、8.3、10.2,7份CuSO4溶液的pH值分别为2.0、3.6、4.4、5.4、6.5、8.1、10.3。将调好pH值的溶液在常温下(25℃)振荡5h,然后过滤,再用原子吸取分光光度计测定活性炭对Cu离子和Cd离子的吸附效果。

    (4)根据前两组实验结果,选定温度(常温25℃)及pH值(Cu2+为6.8),测定吸附时间和不同起始浓度对4001com登录入口效果的影响。配制100ml浓度分别为2mg/l,4mg/l、6mg/l、8mg/l、10mg/l、12mg/l的含Cu2+溶液各6份,调节pH值至6.8(±0.04),每份中加入已经过预处理的活性炭2g(±0.003g),将恒温振荡器调至实验温度,开始振荡。每种浓度的6份试样分别于50min、100min、200min、300min、350min、400min取出过滤,滤液用原子吸取分光光度计测定。

    (5)根据前两组实验结果,选定温度(常温25℃)及pH值(Cd2+为7.5),测定吸附时间和不同起始浓度对4001com登录入口效果的影响。配制100ml浓度分别为2mg/l,4mg/l的含Cd2+溶液各6份,调节pH值至7.5(±0.04),每份中加入已经过预处理的活性炭2g(±0.003g),将恒温振荡器调至最佳温度,开始振荡。每种浓度的6份试样分别于50min、100min、200min、300min、350min、400min取出过滤,滤液用原子吸取分光光度计测定。再配制浓度分别为6mg/l、8mg/l、10mg/l、12mg/l的含Cd2+溶液各6份,操作同上。每种浓度的6份试样分别于50min、150min、250min、350min、400min、450min取出过滤,滤液用原子吸取分光光度计测定。

    实验结论:

    1.低温时,活性炭的吸附容量较大,对重金属离子Cu2+和Cd2+的吸附可达到很好的效果。而随着温度的增加,尤其是当溶液温度较高(高于50℃)时,活性炭的吸附作用减弱、吸附容量减小。4001com登录入口重金属离子表现为物理吸附性能的特性。

    2.在一定pH值范围内(通常为酸性至中性),随着溶液pH值增大,活性炭对重金属离子Cu2+和Cd2+的吸附量也增大。当pH值超过一定限值时,随着pH值继续增大,其吸附量相对降低。

    3.随着吸附时间的增加,活性炭的吸附量逐渐增大,开始时溶液中重金属离子Cu2+和Cd2+的浓度下降很快,即4001com登录入口容量上升很快,随着吸附的进行,4001com登录入口容量随时间缓慢增加,直至达到吸附平衡,且其达到吸附平衡的时间大致为400min。

    4.当投入的活性炭的量为定值时,随着初始浓度的增加,活性炭对Cu2+和Cd2+的去除率均逐渐降低。活性炭颗粒处理较低浓度(<4mg/l)的CuSO4溶液和CdSO4溶液时,去除率均可达90%左右,但处理较高浓度(>8mg/l)的溶液时,仅40%至60%的去除率。

    5.金属离子Cu2+及Cd2+在活性炭上的吸附行为遵循Langmuir模式,同时,在考察的温度及浓度范围内,活性炭对两种金属离子的吸附行为又符合Freundlich模型。

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