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椰殼活性炭能化及吸附鎘應(yīng)用研究

作者來源:gysxlc       發(fā)布時(shí)間: 2024/3/1 9:43:50    標(biāo)簽:
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水體重金屬污染已成為全球性的環(huán)境污染問題。越來越多的國家和地區(qū)將重金屬污染防治作為一項(xiàng)重點(diǎn)工作計(jì)劃。重金屬的廢水來源很廣,金屬礦山、有色金屬冶煉、鋼鐵、電鍍、石油化工、制革、照相等行業(yè)都有重金屬廢水產(chǎn)…

 水體重金屬污染已成為全球性的環(huán)境污染問題。越來越多的國家和地區(qū)將重金屬污染防治作為一項(xiàng)重點(diǎn)工作計(jì)劃。重金屬的廢水來源很廣,金屬礦山、有色金屬冶煉、鋼鐵、電鍍、石油化工、制革、照相等行業(yè)都有重金屬廢水產(chǎn)生。去除廢水中重金屬離子的方法分物理法、化學(xué)法、生物法三大類以及新型復(fù)合處理方法。吸附法是物理法的一種,常因其工藝簡單、運(yùn)行成本低、去除效果好而一直飽受青睞。本論文的主要工作是引入了活性炭改性技術(shù),將來源廣泛的具有較強(qiáng)吸附能力的椰殼活性炭先經(jīng)硝酸、雙氧水氧化,再經(jīng)過氨氣高溫處理,或氨水浸泡,或吡啶浸泡等方法官能化活性炭吸附劑,并考察了改性吸附劑的物化性質(zhì)及其對廢水中鎘離子的吸附特性。通過掃描電鏡(SEM)、紅外光譜(FIIR)、BET表面積測定對吸附劑的物化性質(zhì)進(jìn)行了表征。 考察了接觸時(shí)間,初始金屬離子濃度和吸附劑用量等因素對其吸附鎘效果的影響,探索了提高活性炭對重金屬吸附能力的方法。經(jīng)改性的活性炭材料孔隙明顯增多,分布均勻,經(jīng)H2O2處理的樣品(ACH)孔體積和表面積都小于經(jīng)HNO3處理的樣品(ACN),經(jīng)硝酸、氨水處理后(ACNYNH),表面粗糙,孔隙增加,平均孔徑為2.6639nm,而經(jīng)硝酸、吡啶處理后(NYBD)表面變得光滑,平均孔徑為2.6930nm。從紅外光譜圖中可看出,HNO3使活性炭表面成功地負(fù)載了C=O、含氮官能團(tuán),再用吡啶浸漬可增加酰胺基。官能化活性炭吸附Cd2+的實(shí)驗(yàn)表明,吸附反應(yīng)在4h內(nèi)達(dá)到平衡。Cd2+去除率隨吸附劑用量的增大而升高。當(dāng)Cd2+的初始濃度增大時(shí),對其的吸附容量逐漸增大,而去除率下降。二級動(dòng)力學(xué)方程能很好的擬合吸附平衡數(shù)據(jù),以Langmuir和Freundlich模型擬合吸附平衡數(shù)據(jù)。結(jié)果表明在Cd2+濃度10-1000mg/L范圍內(nèi),Langmuir模型比Freundlich模型能更好的擬合活性炭吸附劑Cd2+的吸附等溫?cái)?shù)據(jù),經(jīng)改性后樣品的吸附容量都顯著增加,樣品ACNYBD、經(jīng)HNO3再經(jīng)13%氨水處理(ACNBNH)、NYBD和ACN的最大吸附量分別為35.0mg/g、29.1mg/g、172.9mg/g、61.8mg/g,經(jīng)吡啶浸泡后的樣品NYBD具有最高的吸附容量,對鎘離子的最大吸附容量達(dá)到了172.9mg/g,處理效果顯著。

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