活性炭纤维对水中苯胺的吸附性能研究

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1、第36卷第9期水处理技术Vol.36No.92010年9月TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTSep.,201025活性炭纤维对水中苯胺的吸附性能研究张斌1，2，王景峰1，2，王暄3，李哲1，2，陈伟华4，李君文1，2（1.军事医学科学院卫生学环境医学研究所，天津300050；2.天津市环境与食品安全风险监控技术重点实验室，天津300050；3.天津工业大学中空纤维膜材料与膜过程教育部重点实验室，天津300160；4.云南清源水工程建筑有限公司，云南昆明650021）摘要：研究活性炭纤维（Activatedcarbonfiber

2、，ACF）对人工配水和实际地表水中苯胺的吸附特性。采用扫描电子显微镜（SEM）对ACF的表面结构进行了表征。通过静态吸附试验，考察了苯胺初始质量浓度、吸附时间、温度、pH、腐殖酸等对吸附速率与吸附行为的影响；同时探讨了ACF对实际地表微污染水中苯胺的吸附效果。结果表明，ACF对水中苯胺的吸附以较快的速率进行，40min时基本达到吸附平衡；初始质量浓度较高时最终吸附容量较大；低温和pH大于7的条件下，吸附效果较好；人工配水中的吸附行为能较好地符合Langmuir和Freundlich等温方程。腐殖酸对吸附速率基本没有影响。ACF对地表水中苯胺吸附

3、性能与模拟水中相似。因此，用ACF吸附法处理水体中突发性苯胺类污染物是可行性的。关键词：活性炭纤维；苯胺；吸附性能；应急处理中图分类号：TQ424文献标识码：A文章编号：1000-3770(2010)09-0025-005苯胺是染料制造、印染、橡胶、制药、塑料和油漆等1试验部分化工行业的常用原料。可通过呼吸道、消化道摄入人1.1试验材料与仪器体，亦可通过皮肤吸收进入人体，影响组织细胞供氧而活性炭纤维毡由鞍山森鑫活性炭厂制造（厚度造成内窒息，某些苯胺类化合物还具有致癌性。20055mm，比表面积900m2·g-1）。将活性炭纤维剪成约年松花江水污

4、染事件中即有苯胺类污染物进入了天然5mm×5mm小块状，经去离子水煮沸清洗3次后水体，给人类健康和生态环境带来了很大危害[1]。（去除水溶性物质和挥发性物质），在103℃下烘活性炭吸附是常见的去除水中溶解性有机污染干。其它试剂均为分析纯。物的方法，具有吸附剂来源广、效果明显、操作简便、快仪器：紫外可见分光光度计（岛津UV-2550）；WG速有效等优点[2-3]。活性炭纤维（Activatedcarbonfiber，2-800散式浊度仪；场发射扫描电镜（Nanosem430）；ACF）是在碳纤维技术和活性炭技术相结合的基础上电热恒温鼓风干燥箱；恒

5、温磁力搅拌器。研发出来的，是近年来得到迅速发展的一种新型高效1.2试验方法吸附材料。ACF有着比传统活性炭更大的吸附表面积1.2.1模拟废水中苯胺吸附试验和更大的吸附容量，可对多种难降解复杂有机污染物初始质量浓度和吸附时间对ACF吸附的影响：进行吸附处理，其吸附能力比传统粒状活性炭高[4]，其取3种不同质量浓度（500、300、100mg·L-1）的模拟苯吸附效果受温度影响小，并且易于回收再生。胺废水300mL置于500mL烧杯中，投入1.0gACF，研究选取苯胺为代表性污染物，通过在纯水和在20℃和300r·min-1转速条件下搅拌，在第0、

6、3、5、地表微污染水中投加一定量的苯胺的方法，模拟突10、20、40、60、90、120、180min取样，经0.45μm滤膜发性苯胺水污染事件，以ACF为吸附剂来研究其对（Millipore）过滤后测定溶液中苯胺质量浓度[5]。苯胺的吸附特性，并研究了温度、pH、有机物等因素温度对ACF吸附的影响：将一组按质量浓度对其吸附效果的影响。500、400、300、200、100、50mg·L-1（高质量浓度组）配收稿日期：2009-11-27基金项目：中国人民解放军“十一五”指令项目（08A）作者简介：张斌（1980－），男，博士，助理研究员，研究

7、方向为水污染控制与治理；E-mail：tjzhb1980@yahoo.com.cn联系作者：李君文，博士生导师；E-mail：junwenli@eyou.com26水处理技术第36卷第9期制，另一组按质量浓度50、40、30、20、10mg·L-1（低质始质量浓度的苯胺，ACF有着相同的吸附趋势。在吸附量浓度组）配制的模拟苯胺废水，各取300mL置于初期对苯胺的吸附速率很大，水中的苯胺质量浓度迅速下500mL烧杯中，分别投入1.0g（高质量浓度组）和降，快速吸附阶段大约持续5min，此阶段初始苯胺质量浓0.3g（低浓度组）ACF，在20℃和30

8、℃、300r·min-1度分别为500、300、100mg·L-1的水中苯胺去除率分别为转速下搅拌180min取样，绘制吸附等温线。34.66%、42