糖蜜基活性炭對溶液中Cd（II）吸附性能研究

劉俊志　耿國師　陳楊儒　于彩霞　武紅曉　高燁

【摘 要】糖蜜基活性炭做吸附劑，研究其對溶液中Cd（II）的吸附性能。糖蜜基活性炭對溶液中Cd（II）的吸附容量大于對溶液中Cd（II）的吸附容量。探究了吸附條件對活性炭吸附性能的影響。相對于市售商業活性炭，糖蜜基多孔炭對溶液中Cd（II）具有較好的吸附性能和較高的性價比。

【關鍵詞】糖蜜；多孔炭；市售炭；吸附；性能隨著現代工農業的迅速發展，水體中重金屬污染問題日益嚴重。水體重金屬污染狀況令人堪憂，銅、鉛及鎘等重金屬污染問題相對比較突出[1]。目前除去水體中重金屬離子的方法有很多，例如吸附法、化學沉淀法、膜分離法、混凝法、離子交換法、電化學法[2]。吸附法因其高效率、低成本、易操作而備受歡迎，所以成為除去水體中重金屬離子的首選方法[3-4]?；钚蕴烤哂谢瘜W惰性良好、比表面積大及孔隙結構豐富的優點，是具有較高的吸附性能吸附材料，被廣泛的應用到環保等領域[5-6]。本文研究糖蜜基活性炭對溶液中Cd（II）的吸附能力，并與市售商業活性炭進行對比分析。

1 實驗方法

將一定質量的糖蜜基活性炭和市售活性炭分別加入Cd（II）溶液中，于恒溫振蕩器中振蕩。以吸附量q為參考依據，研究糖蜜基活性炭和市售活性炭對溶液中Cd（II）的吸附能力，計算公式如下：

式中，C0：離子的初始濃度（mgL-1）；Ct：吸附t時間后離子濃度（mgL-1）；V：吸附溶液的體積（L）；m：活性炭的質量（g）；qe：平衡吸附量（mg g-1）。

2 結果與討論

2.1 離子初始濃度對吸附能力的影響

由圖1中可以看出，相同的吸附條件下，糖蜜基活性炭對Cd（II）的吸附能力遠遠大于市售活性炭對Cd（II）的吸附能力。隨著溶液中Cd（II）的初始濃度的增加，因糖蜜基活性炭表面有充足的活性位點，可以迅速吸附Cd（II），吸附量出現快速增加的趨勢；當初始濃度達到一定程度時，達到吸附平衡，吸附量不再發生改變。

2.2 吸附時間對吸附能力的影響

由圖2可以看出，在相同的吸附條件下，糖蜜基活性炭對Cd（II）的吸附達到吸附平衡所需時間遠遠小于市售活性炭，分別為0.5h左右和4h左右?？赡苁且驗樘敲刍钚蕴烤哂休^大的比表面積，較大的孔隙，使得離子擴散速度加快，因此吸附反應速度快，短時間內即可達平衡。

2.3 溶液pH對吸附能力的影響

由圖3可以看出，相同吸附pH條件下，糖蜜基活性炭對Cd（II）的吸附能力遠遠大于市售活性炭對Cd（II）的吸附能力，且受溶液pH性的影響均較小。

2.4 投炭量對吸附能力的影響

由圖4可以看出，隨著投炭量的增加，糖蜜基活性炭和市售活性炭對溶液中Cd（II）吸附量均減小，而糖蜜基活性炭對溶液中Cd（II）吸附能力受投炭量影響較大。Cd（II）的單位面積的吸附孔隙位置就越多，吸附的動力也就越大，當投炭量增加時，盡管糖蜜基活性炭表面所含的活性位點數目大量增加，但是溶液中的Cd（II）濃度不變，隨著離子的均勻擴散就導致可以占據的單位質量的糖蜜基活性炭上的活性位點就會相應的減少，所以單位質量的吸附量均減少。

3 結論

對比糖蜜基活性炭和市售商業活性炭對溶液中Cd（II）的吸附能力，結果表明任意吸附條件下，糖蜜基多孔炭的吸附容量均大于市售炭。考察了離子濃度、吸附時間、溶液pH以及投炭量溫度吸附性能的影響，其中溶液pH對吸附性能的影響較小，離子濃度、吸附時間以及投炭量對吸附性能的影響較大。

【參考文獻】

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