活性炭对重金属离子吸附的结论

在众多环境污染中，重金属由于自身不能被自然降解，进而易通过食物链进入人体，严重危害人类健康，因此在水体中的污染越来越引起人们的注意。铅、镉、铜及其化合物因广泛应用于采矿、冶炼、电子、电镀石油、肥料制造等行业，已成为污水中的重要污染源而备受人们的关注，在环保、卫生、食品等部门世界各国均有严格的法规限制其允许量。

活性炭作为一种非极性吸附剂，来源丰富，是目前废水处理中应用最广的吸附剂之一。它具有良好的吸附性能和稳定的化学性质，可以耐强酸、强碱，能经受水浸、高温高压作用，同时还可以活化再生。吸附法处理废水的经济应用主要取决于活性炭制备材料的费用，因此低能耗的材质选择用于制备活性炭成为目前研究的热点。

在此项工作中。木之林活性炭厂家研究了自制的焦油活性炭对重金属铜铅镉离子的吸附去除能力，测定了不同条件对活性炭吸附溶液中铅镉铜离子的影响，为处理微量重金属废水作出有意义的探索。现将实验结果分析如下：

一、pH对活性炭吸附铅镉离子的影响  活性炭表面各类含氧基团、官能团，主要以-CHO,-OH,-COOH,-C=O四种形式存在，它们通常是活性炭吸附的活性中心。pH值作为重要的介质因素，不仅仅影响吸附点解离，而且影响重金属离子的溶液化学水解，氧化还原反应和沉淀。了解到一般工业废水中重金属离子的平均浓度为60mg/L，而当重金属离子初始浓度为60ppm时，金属离子存在的pH范围为1~7，因此本实验选择在pH值3.0~6.5。

二、温度对活性炭吸附铅镉离子的影响  活性炭对重金属的吸附作用实际为吸附和脱附两个过程的竞争，-般吸附是放热过程，低温有利；而脱附是吸热过程，高温有利。本次模拟实验中固定其他条件（铅镉铜溶液100mL，pH4.8，初始浓度60 mg/L，活性炭用0.3000g，恒温振荡2hrs），对20℃~70℃的吸附过程进行了考察，可以看出低温时温度对吸附容量影响不大，而且对重金属的吸附可达很好的效果。因此从微观的角度，温度主要是影响分子的布朗运动，而本实验所用的活性炭是中孔径的，能够很有效地吸附溶液中的金属离子，所以金属离子能够很好地进入活性炭的孔隙达到吸附平衡。而当溶液温度较高（高于50℃）时，液相吸附热虽然较小，但是由于分子热运动的加剧，导致对吸附平衡的破坏，吸附容量有所减小，表现为物理吸附性能的特性。因此本实验过程选择温度为室温25℃。从实验数据来看，重金属离子的吸附量波动变化不是很大，这说明自制活性炭适用于实际环境水样中重金属废水的处理。

三、活性炭用量对活性炭吸附铅镉离子的影响  对于相同的溶液，随着活性炭用量的增加，被吸附离子的相对浓度是降低的，吸附效果是增强的，但它的单位吸附量呈现减小的趋势，活性炭的用量对吸附有一定的影响，为了探索它的影响，我们恒定其他条件（铅镉铜溶液100mL，pH4.8，初始浓度60mg/L，恒定室温振荡2hrs），分别称取0.0500g，0.1000g，0.2000g，0.3000g的活性炭加入其中，对于一定浓度的铅镉铜离子来说，随着活性炭用量的增加，各种离子的吸附效率也随之增加，因为当原水中浓度一定时吸附剂量增加，可供吸附的活性位点增多，吸附剂上吸附的吸附质绝对量增加，则达到吸附平衡时，吸附质的平衡浓度降低，因而吸附去除率升高，但吸附容量却随着吸附剂量增加而降低，其原因是吸附剂量增加，平衡浓度降低，单位吸附剂的相对吸附容量却随之下降。因此60mg/L的100ml溶液中，结合去除效果和吸附容量，活性炭的用量选择为0.2000g。