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活性炭吸附鋅離子的效率
文章作者:韩研网络部 更新时间:2020-9-22 16:32:18

  活性炭吸附鋅離子的效率

  从各种工业来源产生的废水对环境很重要,稍有一些处理不当都会产生很大的危害。铜离子,钠离子,锌离子和铂离子等重金属阳离子是许多工业废水中常见的金属。活性炭是广泛用于金属去除的吸附剂,因为活性炭的多孔结构和化学惰性,相对其他精细吸附剂活性炭可以在多种工业中使用。这次我们测试在合成废水中使用活性炭吸附鋅離子的效率。

  活性炭吸附鋅離子的測試流程

  通過將硝酸鋅溶解在蒸餾水中來制備不同的鋅濃度的水溶液(20–150ppm)。使用原子吸收光譜儀,配備石墨爐,氘燈作爲背景校正系統,確定實際的初始和最終鋅(II)離子濃度。通過原子吸收光譜儀的吸收光測量氣相原子的濃度。在100ml試劑底部中取50mL已知實際濃度和活性炭用量的鋅水溶液,並在搖床中以220rpm攪拌溶液混合物。在室溫條件下,分批研究了接觸時間2-10小時,鋅溶液初始濃度20-150ppm的影響。完全處理後,用濾紙過濾用過的活性炭。鋅(II)離子的去除百分率可通過以下公式計算:去除率%=(C0-Ce)C0𝑥100其中C0和Ce分別爲初始和平衡的鋅離子濃度(mg/L)。

  活性炭的元素組成

  将炭化生物质与氯化钠分别以1:0、1:1和1:2的比例混合,通过化学活化来制备活性炭,接着通过SEM-EDS和XRF分析来确定活性炭的形态(图1),表明活性炭1:0具有多孔表面,但是在用氯化钠活化后,检测到高度光滑的织构。活性炭的元素組成通过SEMEDS和XRF评估,选择了三个典型点来检查元素分析。显然,活性炭1:0主要由碳(C)和氧(O)组成,其中C元素的含量为78.84wt%。至79.65wt%。O元素的含量为20.35wt%至21.16wt%。在活性炭上活化了不同的氯化钠后,更换了元素。

  圖1:(a)活性炭1:0(b)活性炭1:1和(c)活性炭1:2的代表性SEM圖像。

  活性炭對鋅離子的吸附

  活性炭1:2與初始鋅離子濃度(20–150ppm)對2小時接觸時間和0.5g活性炭用量的影響。實際濃度通過AAS技術測量。隨著鋅濃度從20ppm增加到150ppm,基于活性炭的鋅離子吸附容量從38.42%增加到40.26%。該結果可歸因于較高的初始鋅離子濃度,通過使用高濃度的鋅溶液可提供較高的驅動力,以克服吸附相上的傳質阻力。之後,鋅離子的吸附逐漸減少。因此,選擇65ppm的鋅濃度用于進一步研究。

  接觸時間和吸附百分比之間的關系如圖2所示。在該實驗中,鋅離子溶液爲65ppm,活性炭用量爲0.5g,並在搖床中以220rpm的速度進行攪拌。接觸時間2-10小時,對鋅離子的吸附增加(40.26-70%)。

  圖2:鋅離子的接觸時間對活性炭吸附的影響。

  以不同的比例浸漬氯化鈉制備的活性炭,由于其對鋅的高去除能力,是從合成廢水中去除鋅離子的替代吸附劑。在測試環境中鋅離子的吸附過程的合適條件是初始鋅濃度爲65ppm,接觸時間爲10小時以及活性炭量爲5g。在這些條件下,鋅離子的去除率能達到70%遠高于其他吸附劑。

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