沸石對溶液中氨氮的吸附實驗研究

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1、環(huán)境科學導刊ｈｔｔｐ：／／ｈｊｋｘｄｋｙｉｅｓｏｒｇｃｎ２０１４，３３（增刊）ＣＮ５３－１２０５／ＸＩＳＳＮ１６７３－９６５５沸石對溶液中氨氮的吸附實驗研究賀能琴，趙磊（云南省環(huán)境科學研究院，云南省高原湖泊流域污染過程與管理重點實驗室，云南昆明６５００３４）摘要：進行了沸石對氨氮的等溫吸附實驗及吸附動力學實驗，得出結(jié)論：沸石具有“快速吸附，緩慢平衡”的特點，對氨氮的吸附等溫線符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ公式，吸附最大值為６２７３５ｍｇ／Ｌ。關(guān)鍵詞：沸石；氨氮；吸附；試驗中圖分類號：Ｘ７０３文獻標識碼：Ａ文章編號：１６７３－９６５５（２０１４）增刊－０００１－

2、０２氨氮是水中氮污染物的主要存在形式，來源塞三角瓶，分別加入上述濃度的ＮＨ４Ｃｌ溶液廣，排放量大，是水體富營養(yǎng)化的主要污染物。對４００ｍｌ，于前兩瓶分別加入１０ｇ沸石，第三瓶不加于氨氮的去除，本試驗采用沸石作為吸附材料，為入沸石作為對照，塞好玻璃塞，放入恒溫振蕩箱了研究沸石對氨氮吸附的吸附容量以及沸石對氨氮中，設置溫度２５℃，轉(zhuǎn)速１００ｒ／ｍｉｎ，振蕩。在不的吸附速率，分別進行了氨氮吸附動力學實驗以及同時間點（１５ｍｉｎ、３０ｍｉｎ、１ｈ、２ｈ、４ｈ、６ｈ、沸石對氨氮的等溫吸附實驗，以此為人工濕地系統(tǒng)１２ｈ、２４ｈ、４８ｈ）分別于非對照組與對照組三角瓶提供參

3、考。中取樣，每次取樣２ｍｌ溶液，測定溶液中的氨氮１試驗器材及試劑濃度。恒溫振蕩箱，萬分之一天平，具塞三角瓶氨氮的測定采用納什試劑光度法（７２２型可見（１０００ｍｌ、２５０ｍｌ），容量瓶（１０００ｍｌ、５００ｍｌ、分光光度計），沸石吸附量按下式計算：２５０ｍｌ、１００ｍｌ），具塞玻璃磨口比色管（５０ｍｌ），（Ｃｏ－Ｃｅ）Ｖｑ＝比色皿（３０ｍｍ），量筒（１００ｍｌ、２５０ｍｌ、１Ｌ、１０００Ｗ２Ｌ），藥勺，燒杯，刻度吸管，玻璃攪棒，微孔濾式中：ｑ—填料的吸附容量，ｍｇ／ｇ；Ｃ０—吸附膜，２ｍｌ注射器，針頭過濾器，７２２型可見分光光前后溶液中氨離子的濃度，ｍｇ／Ｌ

4、；Ｃｅ—達吸附平度計，氯化銨，沸石（直徑１５ｍｍ），氫氧化鈉，衡時，溶液中氨離子的濃度，ｍｇ／Ｌ；Ｖ—吸附試驗碘化汞，碘化鉀，酒石酸鉀鈉，蒸餾水。所取溶液體積，ｍｌ；Ｗ—填料用量，ｇ。２實驗３實驗結(jié)果與分析２１氨氮等溫吸附實驗３１吸附等溫線分別配制ＮＨ＋－Ｎ濃度為１００ｍｇ／Ｌ、２００ｍｇ／圖１為２５℃下氨氮初始濃度１００～１０００ｍｇ／Ｌ４Ｌ、３００ｍｇ／Ｌ、４００ｍｇ／Ｌ、５００ｍｇ／Ｌ、６００ｍｇ／Ｌ、的ＮＨ４Ｃｌ溶液，經(jīng)過２ｄ吸附反應后沸石的氨氮吸附量。７００ｍｇ／Ｌ、８００ｍｇ／Ｌ、９００ｍｇ／Ｌ、１０００ｍｇ／Ｌ的采用Ｌａｎｇｍｕｉｒ公式對等

5、溫吸附實驗數(shù)據(jù)進行ＮＨ４Ｃｌ溶液，向１０個２５０ｍｌ具塞三角瓶中，分別數(shù)學擬合，擬合曲線如圖２。加入對應的上述濃度的溶液１００ｍｌ，再向每瓶中加入１０ｇ沸石，塞好玻璃塞，放入恒溫振蕩箱中，設置溫度２５℃，轉(zhuǎn)速１００ｒ／ｍｉｎ，振蕩。７２ｈ后取出，＋抽濾后測定ＮＨ４－Ｎ濃度，計算出沸石的吸附容量。２２氨氮吸附的動力學實驗＋稱取固體ＮＨ４Ｃｌ溶于蒸餾水中，配制成ＮＨ４－Ｎ濃度為５ｍｇ／Ｌ的溶液。分別?。硞€１０００ｍｌ具收稿日期：２０１４－０４－１７—１—環(huán)境科學導刊ｈｔｔｐ：／／ｈｊｋｘｄｋｙｉｅｓｏｒｇｃｎ第３３卷增刊２０１４年６月好的線性關(guān)系：ｌｎｑ

6、＝０１８５８ｌｎｔ－２２０６１，相關(guān)系數(shù)為０８０２８。由圖２可知，沸石對氨氮的吸附符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ等溫式，線性較好，相關(guān)系數(shù)為０９４６２，故實驗＋沸石在本研究的實驗條件下對ＮＨ４－Ｎ的吸附等溫公式為：ｑ＝Ｃｅｑ／（０１５９４Ｃｅｑ＋１２９６２）經(jīng)計算，沸石對氨氮的最大吸附量ｑｍａｘ為６２７３５ｍｇ／Ｌ。３２氨氮吸附動力學過程實驗圖３和圖４是溫度２５℃，氨氮起始濃度為５ｍｇ／Ｌ時溶液中的氨氮濃度變化和沸石氨氮吸附量的變化曲線。從圖中可以看出，在沸石吸附的初始階段（０～６ｈ），溶液中氨氮濃度直線下降，相應的沸石的氨氮吸附量直線上升，此后趨于平

7、緩，６～４８ｈ內(nèi)溶液中氨氮濃度變化不大，沸石吸附量也增加不大，４結(jié)論顯示了沸石的快速吸附和緩慢平衡的特點。沸石顆＋（１）沸石對ＮＨ４－Ｎ的吸附等溫線符合Ｌａｎｇ＋粒表面的物理吸附，表面陽離子與ＮＨ４的交換屬于ｍｕｉｒ公式，吸附量的最大值為６２７３５ｍｇ／Ｌ。＋快速吸附過程；而ＮＨ４向沸石孔隙內(nèi)部運動及與內(nèi)（２）沸石具有“快速吸附，緩慢平衡”的特部陽離子發(fā)生交換作用，內(nèi)部陽離子向溶液擴散則點。即沸石吸附的初始階段（０～６ｈ），沸石吸附量屬于緩慢吸附過程。根據(jù)時間等溫線，可以計算出隨時間顯著上升，此后趨于平緩。沸石的吸附速率，發(fā)現(xiàn)其符合班厄姆公式：ｄｑ／ｄｔ

8、＝ｑ／（ｋｔ）參考文獻：式中：ｑ—沸石吸附量；ｔ—時