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《南京林业大学》 2015年
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改性活性炭吸附水中六价铬离子的研究

马叶  
【摘要】:本文探讨了改性前后活性炭对水中六价铬离子的吸附效果,以磷酸活性炭(PAC)为原料,用10%硝酸40℃下改性4h得到硝酸改性活性炭(N-PAC)及0.2mol/L的FeSO4浸渍法载铁改性得到载铁活性炭(Fe-PAC)。通过试验表明,在常温下,0.2g活性炭处理50mL浓度为100mg/L的六价铬离子溶液,N-PAC和Fe-PAC对六价铬的吸附率分别为79.21%和90.59%,都高于原PAC对六价铬离子的吸附率49.58%。由于改性后活性炭对六价铬离子的吸附以化学吸附为主导,因此pH的降低和温度的升高都有利于改性活性炭对六价铬离子的吸附。改性活性炭通过0.12mol/L的NaOH化学再生以及300℃加热0.5h再生都能提高其对六价铬离子溶液的二次吸附率。通过比表面积及孔容对活性炭进行了表征,并从热力学角度,研究了活性炭对水中铬离子的吸附行为。试验结果表明,改性后活性炭酸性官能团有一定的增加,比表面积及孔容都有一定程度减小。XPS表明活性炭经过硝酸改性后O 1s区有所增强,反映了活性炭表面含氧官能团的增强。由Fe 2p区的分峰显示Fe-PAC表面有三价及二价铁氧化物存在。三种活性炭的吸附等温线基本符合Langmuir方程,吸附过程较为符合伪二级动力学方程。热力学研究表明,对于活性炭吸附水中六价铬离子,温度升高有利于吸附,且该过程是一个自发、吸热的过程,以化学吸附为主。改性活性炭的动态吸附过程随着六价铬离子初始浓度以及流速的增加,穿透时间以及饱和时间都有所提前,Fe-PAC动态吸附效果最佳。取0.5g活性炭对于初始浓度为100mg/L,流速为1mL/min的六价铬溶液,发现Fe-PAC动态吸附效果较佳,穿透时间为13min左右,而饱和时间也最长为350min左右,N-PAC吸附效果其次,原PAC效果最差。
【学位授予单位】:南京林业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:X703;O647.3

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