改性活性炭吸附水中六价铬离子的研究

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1、分类号X703学位代码308密级学校代码10298学号3120335南京林业大学研究生硕士学位论文论文题目：改性活性炭吸附水中六价铬离子的研究作者：马叶专业：林产化学加工工程研究方向：生物质能源与炭材料指导老师：周建斌教授二○一五年六月学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人

2、完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者（本人签名）：M(年《月学位论文出版授权书本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》（以下简称“章程”，见www.cnki.net)，愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入CNKI《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定

3、孚受相关权益。论文密级：开□保密（_年_月至年__月）（保密鲶嗲佐讼式在斛密后裘遂守此你试）年/月1曰年—_^月致谢三年的研究生生活即将结束，在毕业之际，我首先要感谢我的导师周建斌教授，正是在他的关心和指导下，使我的实验和论文得以顺利完成。在这三年当中，周老师和蔼可亲，在课题中给予我细心的指导和无私的帮助，在生活上周老师亦给予我亲人般的关怀和爱护。周老师严谨的治学态度、孜孜不倦的工作作风、渊博的知识、坦荡正直的人格魅力给我留下深刻的印象，并时刻影响着我，必将使我受益终生。在此，我向周建斌老师致以我最衷心的感谢！同时，感

4、谢化工学院林产化学加工工程系王飞、王石发、曾韬、左宋林、罗金岳教授，蔡智慧、姜萍、李迅、谷文副教授，倪传根老师、胡志杰老师、夏海岸老师，材料科学与工程学院院陈登宇老师、王恋老师、田霖老师、马欢欢老师等对我的帮助。另外还有我的同窗好友及同门师姐、师兄、师弟、师妹的热情帮助，在此一并致以诚挚的谢意。在学业生涯即将结束之际，尤其要感谢我的亲人，感谢多年来他们给予我的无私关怀和支持，亲人的关爱和鼓励是我不断前进的动力。最后，向百忙之中审阅本论文及参加论文答辩的各位专家表示衷心的感谢。在此论文完成之际，再一次衷心感谢所有关心、支

5、持帮助过我的领导、老师、同学、朋友和亲人。作者：马叶二○一五年六月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

6、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O1s区有所增强，反映了活性炭表面含氧官能团的增强。由Fe2p区的分峰显示Fe-PAC表面有三价及二价铁氧化物存在

7、。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

8、，原PAC效果最差。关键词：活性炭；改性；六价铬；再生；吸附AdsorptionofCrions(Ⅵ)bymodifiedactivatedcarbonAbstractInthisstudy,theeffectofmodifiedactivatedcarbononitsadsorptionperformanceofCr(Ⅵ)inw