改性活性炭對(duì)廢水中汞吸附的研究

田瑜 陳利粉 宋盈（河南省安陽(yáng)市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)中心站，河南安陽(yáng) 455000）

改性活性炭對(duì)廢水中汞吸附的研究

田瑜 陳利粉 宋盈（河南省安陽(yáng)市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)中心站，河南安陽(yáng) 455000）

用硝酸-鹽酸溶液改性活性炭，并用于吸附廢水中的汞，采用原子熒光分光光度計(jì)測(cè)定吸附后溶液中含汞量。比較不同條件下，改性活性炭對(duì)廢水中汞的吸附效率。

改性活性炭；汞；吸附

汞及其化合物是一種有毒物質(zhì)，可以在生物體中蓄積，在環(huán)境中能以零價(jià)態(tài)存在，進(jìn)入環(huán)境水體中的無(wú)機(jī)汞可以轉(zhuǎn)化成毒性更大的有機(jī)汞，直接或間接的影響到水體生物、陸生生物和人類(lèi)健康，因此對(duì)于水體中汞的去除的研究已經(jīng)刻不容緩。

活性炭是一種多孔活性物質(zhì)，其比表面積大，表面官能團(tuán)較為豐富，被廣泛應(yīng)用于環(huán)境空氣、水體中污染物的治理。目前，活性炭改性的方法主要有物理法微波輻射、超聲波改性；化學(xué)法氧化還原、負(fù)載金屬、酸堿、電化學(xué)、負(fù)載雜原子和化合物等方法改性[1]。本文通過(guò)硝酸-鹽酸（1:1）體系改性活性炭，并利用其吸附廢水中的汞，考察不同條件對(duì)廢水中汞吸附性能的影響。

1 實(shí)驗(yàn)部分：

1.1 儀器，試劑和材料

（1）AFS-930原子用光分光光度計(jì)（北京吉天儀器有限公司）;PHSJ-3F PH計(jì)（上海精密科學(xué)儀器有限公司）；AL204電子天平（梅特勒-托利多上海儀器有限公司）；HY-5A回旋式振蕩器（江蘇金壇恒豐制造有限公司）；101-00A恒溫干燥箱（金壇市白塔新寶儀器廠）。

（2粒狀活性炭；汞標(biāo)準(zhǔn)溶液（環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所）；所用酸均為優(yōu)級(jí)純酸，所用氫氧化鈉為優(yōu)級(jí)純?cè)噭?/p>

1.2 活性炭改性

實(shí)驗(yàn)采用的吸附劑為粒狀活性炭，在使用前應(yīng)先經(jīng)過(guò)預(yù)處理。處理方法：將一定量的活性炭浸泡到濃硝酸和濃鹽酸（1:1）溶液里，用磁力攪拌器攪拌5小時(shí)，然后用去離子水洗干凈，再在去離子水里煮沸20 min，置于恒溫干燥箱中，在105oC下恒溫干燥24 h。

2 結(jié)果與討論：

2.1 pH值對(duì)吸附效果的影響

取6個(gè)離心管，每個(gè)離心管里加100mL含汞溶液和2.5g(± 0.003g)預(yù)處理過(guò)的活性炭，通過(guò)添加NaOH溶液和HNO3溶液來(lái)調(diào)節(jié)Hg2+溶液的pH，使溶液的pH分別為4、5、6、7、8、9，放入振蕩器中震蕩6h，取出過(guò)濾，再用原子熒光光度計(jì)測(cè)定溶液中Hg2+離子的含量實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。

結(jié)果表明，隨著pH值的增加，活性炭對(duì)重金屬離子的吸附作用增大、吸附量增強(qiáng)。pH為6時(shí)，其對(duì)汞的吸附效果最佳。酸性溶液中活性炭對(duì)重金屬的吸附能力增加，但在堿性溶液中其吸附能力相對(duì)較低，酸性溶液比堿性溶液有利于活性炭對(duì)重金屬的吸附去除。

圖1.pH值對(duì)吸附效果的影響

2.2 吸附時(shí)間對(duì)吸附效果的影響

根據(jù)上組實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選定pH值為6，測(cè)定吸附時(shí)間對(duì)活性炭吸附效果的影響。取6個(gè)離心管，每個(gè)離心管里加100 mL含汞溶液和2.5g(±0.003g)預(yù)處理過(guò)的活性炭，調(diào)節(jié)pH至6（± 0.04），分別震蕩1 h、2 h、3 h、4 h、5 h、6 h，取出過(guò)濾，用原子熒光光度計(jì)測(cè)定溶液中Hg2+離子的含量，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2.吸附時(shí)間對(duì)吸附效果的影響

結(jié)果表明，前四小時(shí)活性炭吸附率呈上升趨勢(shì)，隨著時(shí)間延長(zhǎng)，溶液中的Hg2+的濃度緩慢降低，吸附達(dá)到平衡。達(dá)到平衡的時(shí)間大約5h。

2.3 活性炭加入量對(duì)吸附效果的影響

根據(jù)上兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選定pH值為6，震蕩吸附時(shí)間為5 h，測(cè)定活性炭添加量對(duì)吸附效果的影響。取5個(gè)離心管，每個(gè)離心管里加100mL含汞溶液，分別加入0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g的活性炭，然后調(diào)節(jié)pH至6（±0.04），震蕩5 h后取出過(guò)濾，用原子熒光光度計(jì)測(cè)定溶液中Hg2+離子的含量，結(jié)果見(jiàn)圖3。

結(jié)果表明，活性炭量在2g以下時(shí)，隨著活性炭投加量的增加，活性炭對(duì)Hg2+的吸附率明顯升高，活性炭量在2g以上時(shí)，活性炭的吸附率幾乎不再增加，所以根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，2g的投加量為最適投加量。

圖3.活性炭加入量對(duì)吸附效果的影響

3 結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，活性炭吸附水中Hg2+溶液最佳pH值為6，活性炭的最佳量為2.0g，達(dá)到吸附平衡的時(shí)間大約為5 h，活性炭顆粒處理10μg/L的Hg2+溶液的吸附效率最高，可達(dá)99.53%。且隨著汞離子溶液的初始濃度的增加，定量的活性炭對(duì)其的去除率逐漸降低。

[1]陳孝云林秀蘭魏起華林金春歐水麗.活性炭表面化學(xué)改性及應(yīng)用研究進(jìn)展[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2008,19(8):5463－5467.

田瑜（1987-），女，碩士研究生，助理工程師，研究方向：環(huán)境監(jiān)測(cè)。