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水溶液中铅和铬在活性炭上的吸附研究
文章作者：韩研网络部 更新时间：2019-10-31 15:02:02

　　随着对日常生活的需求增长，促使从基础生产到其他奢侈品生产的所有工业领域蓬勃发展。但是工业的发展增加了污染水平，铬和铅是废水中的常见污染物，这些废水来自电镀，油漆制造厂，纺织制造，钢铁，皮革鞣革，陶瓷和玻璃工业，石油精炼，电池制造，采矿作业和其他金属精加工行业等众多工业活动。由于它们有毒且不可降解，它们对整个生态系统都有重大影响。为了克服这些问题，我们研究了从植物叶片制备的酸活性炭对水溶液中Pb(II)和Cr(VI)离子的吸附能力。通过扫描电子显微镜(SEM)研究所制备的活性炭的形态，并研究了溶液的pH值，吸附剂质量，接触时间，初始离子浓度和温度对吸附过程的影响，并确定了合适的吸附条件。

　　酸性活性炭表面的形态

　　使用扫描电子显微镜(SEM)研究了活性炭的形态。结果显示在图1中。图1a清楚地表明存在许多空孔和空洞，这促进了吸附过程，而图1b显示这些空洞中充满了铅(II)和铬(VI)离子，表明活性炭具有良好的吸附效率。

　　图1：(a)吸附前活性炭表面的SEM;(b)吸附后的活性炭表面的SEM。

　　活性炭对铅(II)和铬(VI)离子的吸附条件测试

　　pH的影响：系统的吸附效率在很大程度上取决于溶液的pH值。图2中显示的数据突出显示了pH值对Pb(II)和Cr(VI)离子在活性炭上的吸附的影响。在pH 4.6和4下，Pb(II)和Cr(VI)的吸附增加并达到最大值。pH值高于6时，吸附活性降低。这可以归因于游离离子的减少是由于在较高的pH范围内形成羟基配合物，金属离子随后沉淀。因此，去除效率急剧下降。另一方面，在低于合适pH的pH值下，H+和金属离子争夺活性炭表面上相同活性位点上的相同活性位点可能会阻碍吸附活性。

　　图2：pH对活性炭上铅(II)和铬(VI)离子吸附的影响。

　　金属离子浓度的影响：使用0.80 g和1.00 g的活性炭在50至300 mg/L的各种浓度的Pb(II)和Cr(VI)浓度下进行Pb(II)和Cr(VI)离子的吸附。图3中的结果表明，Pb(II)和Cr(VI)离子的最大吸附量分别为50和70 mg/L。这可以归因于以下事实：随着浓度的增加，活性部位被覆盖并饱和。

　　图3：金属离子浓度对吸附效率的影响。

　　接触时间的影响：使用较早获得的合适活性炭剂量为0.80和1.0 g/100 mL，研究了接触时间对Pb(II)和Cr(VI)离子在活性炭上吸附的影响。实验是在25°C的合适金属离子浓度值下进行的。Pb(II)和Cr(VI)离子分别为50.0和70.0 mg/L。如图4所示，所研究的金属在100和120分钟后的最大去除效率达到98%和96%。而且，接触时间的进一步增加对两种金属离子的去除没有显着影响。

　　图4：时间对活性炭上铅(II)和铬(VI)离子去除效率的影响。

　　实验可以得出结论，活性炭可以作为物美价廉且环保的吸附材料，用于从水溶液中去除Pb(II)和Cr(VI)离子。Pb(II)和Cr(VI)离子的极限去除效率分别为98%和96%，分别在100分钟和120分钟内获得。当吸附剂质量增加到最适剂量Pb(II)为0.8 mg/L和Cr(VI)为1.0 mg/L时，吸附效率逐渐提高。发现吸附的合适温度为40.0°C。在pH分别为4.6和4.0时，能大程度地去除了Pb(II)和Cr(VI)离子。此外，对于两种金属离子，发现吸附过程都是吸热的，自发并遵循伪一级动力学。活性炭还可以重复使用三次。

文章标签：椰壳活性炭,果壳活性炭,煤质活性炭,木质活性炭,蜂窝活性炭,净水活性炭.

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