改性活性炭对水溶液中氟离子的吸附性能

《改性活性炭对水溶液中氟离子的吸附性能》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第34卷第1期武汉工程大学学报Vol．34No．12012年1月J．WuhanInst．Tech．Jan．2012文章编号:1674-2869(2012)1-0043-05改性活性炭对水溶液中氟离子的吸附性能122贺志丽，贺志霞，陈瑞琴(1．武汉理工大学资源与环境工程学院，湖北武汉430070;2．青州市市立医院，山东青州，262500)摘要:选用氧化镁改性活性炭(MgO－AC)为新型吸附剂，用于去除水溶液中的氟离子．系统地研究了反应时间、吸附剂最佳投加量、pH、温度等因素对吸附剂除氟性能的影响情况．反应系统达到吸附平衡的时间为180min．吸附剂最佳投加量为2．

2、8g/L．pH值是影响吸附过程的重要因素之一，本研究最佳反应pH范围为6．0～8．0．吸附等温线研究发现MgO－AC除氟剂吸附等温线方程均符合Langmuir吸附等温线模型，且吸附量随着温度的升高而升高．吸附动力学研究发现动力学数据较好的的符合伪二级动力学模型．本研究对MgO－AC除氟的机理进行了初步探讨．廉价以及较高的吸附性能等优点表明MgO－AC是一种有实际应用潜力除氟材料．关键词:吸附;氟离子;氧化镁;活性炭中图分类号:X142;X506文献标识码:Adoi:10．3969/j．issn．1674-2869．2012．1．009NaF配制，实验用水为去离子水

3、．活性炭基质为无0引言烟煤，使用前用0．1M的HCl溶液进行酸洗脱矿预氟是人体和动物必须的微量元素之一．适量处理．氟的摄入，可以有效减少龋齿等骨骼疾病的发生．1．2实验方法但长期饮用高含氟水，可造成牙齿脱落、骨质疏1．2．1吸附剂的制备称取一定质量的MgCl2·［1］松、关节僵硬，甚至瘫痪等疾病的发生．因此，对6H2O，配制0．3M的MgCl2溶液备用．将预处理的活水溶液中的氟离子浓度必须控制在一定浓度范围性炭与配制好的MgCl2溶液按质量(g)与体积之内．在中国，饮用水中氟离子浓度的安全界定范(mL)比为1∶30的比例混合，于30°C下震荡10h围为不高于1．0

4、mg/L．后静置20h;将上述混合液离心、分离、烘干后浸［2－6］在众多的除氟方法中，吸附法因操作简泡于1M的NaOH溶液中24h，然后离心洗涤至单、实施方便、原材料范围广而成为应用最广、研中性，烘干得前驱物;将得到的前驱物按固液比究较多的除氟方法．1∶4的比例浸泡于3M的ZnCl2活化液中不少于镁氧化合物对无机离子具有良好的吸附性8h，之后洗涤至无氯离子，最后于120℃;下烘干能，且具有无毒性、和低溶出率等特性，在去除水制得活性炭负载氧化镁(MgO－AC)除氟剂．［7－8］中的有害物质的同时还不会造成二次污染．1．2．2分析方法采用JSM－5610LV型环境活性

5、炭作为一种具有显著吸附性能，巨大比表面扫描电镜对活性炭负载氧化镁前后样品进行表面积，发达的孔隙结构和稳定化学性质的吸附材料形态分析．－广泛应用在给水处理技术中．直接采用活性炭吸F检测方法采用离子选择电极法(GB7484－［9］附除氟，其效果并不显著．本研究结合两者的优87)法．定量分取一定浓度的NaF溶液于聚乙烯烧点，将氧化镁负载到活性炭表面，研究其对水体中杯中，加入一定量MgO－AC，搅拌，使吸附充分反氟离子的去除性能．应后，离心分离，取上清液，用盐酸或乙酸钠调节溶液至中性，加入10mLTISABⅠ(总离子强度调1实验节缓冲溶液)，搅拌均匀，测定电位值，计算水中

6、－－1．1材料F的残留量，换算成吸附剂的吸附量或者F的去－所采用的实验药剂均为分析纯，F储备液由除率．改变实验条件，按照上述方法测定不同实验收稿日期:2011-09-07作者简介:贺志丽(1980－)，女，山东潍坊人，博士研究生．研究方向:环保材料及其在水污染控制中的应用．44武汉工程大学学报第34卷条件对吸附量或去除率的影响状况．second－ordermodel)来描述和分析溶液中的动力［10－12］学过程．2结果与讨论［10］伪一级动力学模型方程为:2．1SEM分析ln(qe－qt)=lnqe－klt(1)图1是活性炭负载氧化镁前后SEM照片，可式(1)中:

7、qt为t时吸附量(mg/g)，qe为平衡以看出，负载前后活性炭表面形貌发生明显变化．时吸附量(mg/g)，t为吸附时间(min)，k1为一级负载后，活性炭表面出现了很多白色颗粒，它们是吸附速率常数(1/min)．［11－12］镁化合物的颗粒，表明氧化镁成功的负载到了活伪二级动力学模型方程为:性炭表面．负载后，活性碳孔道逐渐对外开放．可t1t=+(2)2见，氧化镁的加入使活性炭炭表面形成更多的活qtk2qeqe性点，有助于活性炭孔结构的发育，增大活性炭的式(2)中:qt为t时吸附量(mg/g)，qe为平衡比表面积，增强吸附剂吸附性能．时吸附量(mg/g)，t为吸附时

8、间(min