改性活性炭對(duì)水中重金屬離子的吸附研究

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1、蘇州科技學(xué)院碩士學(xué)位論文（全日制專(zhuān)業(yè)學(xué)位）改性活性炭對(duì)水中重金屬離子的吸附研究學(xué)生姓名：王雨指導(dǎo)教師姓名：郭永福專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域：建筑與土木工程研究方向：市政工程蘇州科技學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院二○一四年十二月IMasterDissertationofSuzhouUniversityofScienceandTechnologyExperimentalstudyonheavymentalsinwaterwithmodifiedactivatedcarbonsMasterCandidate:WangYuSupervisor:GuoYong

2、fuMajor:ArchitecturalandCivilEngineeringResearchArea:MunicipalEngineeringSuzhouUniversityofScienceandTechnologySchoolofEnvironmentalScienceandEngineeringDecember,2014II摘要重金屬離子對(duì)水體的污染極大，為了提高活性炭對(duì)水中重金屬離子的吸附能力，論文采用硝酸錳溶液對(duì)活性炭進(jìn)行改性，以提高其對(duì)重金屬離子的吸附效果。論文采用硝酸錳對(duì)桃殼活性炭和椰殼活性炭改性，制得的改

3、性活性炭分別為ACMn（硝酸錳改性桃殼活性炭）和ACM（硝酸錳改性椰殼活性炭）。分別用重鉻酸鉀溶液和氯化鎳溶液模擬廢水，考察了硝酸錳改性劑濃度、pH值、反應(yīng)時(shí)間、活性炭的投加量和溶液初始濃度對(duì)活性炭吸附重金屬離子性能的影響，并研究了改性活性炭吸附水中六價(jià)鉻和鎳離子的動(dòng)力學(xué)規(guī)律和等溫吸附特征。采用傅里葉變換紅外光譜（FTIR）分析桃殼活性炭經(jīng)改性后的活性炭表面官能團(tuán)變化，通過(guò)比表面測(cè)定儀（BET）研究桃殼活性炭改性前后的比表面和孔隙結(jié)構(gòu)的變化，采用掃描電子顯微鏡（SEM）分析改性前后桃殼活性炭的表觀性能，通過(guò)X衍射儀（XRD）

4、分析桃殼活性炭經(jīng)改性后晶體學(xué)性質(zhì)的變化。主要得到以下結(jié)論：6+①考察了不同硝酸錳改性劑改性桃殼活性炭對(duì)Cr的吸附效果影響，發(fā)現(xiàn)用0.03mol/L的硝酸錳改性效果最好。改性椰殼活性炭的吸附性能好于改性桃殼活性炭；6+2+對(duì)Cr的吸附效果要好于對(duì)Ni的吸附。②改性后的桃殼活性炭表面會(huì)產(chǎn)生大量新的羥基和羧基，其比表面、孔容及表面的活性吸附位數(shù)量都明顯增加；改性桃殼活性炭表面負(fù)載了細(xì)小的二氧化錳晶粒，重量增加了2.07%；桃殼活性炭是無(wú)定型結(jié)構(gòu)，只存在較為明顯的SiO2衍射峰和CaCO3衍射峰，且桃殼活性炭改性前后的晶型變化不大。

5、6+2+6+③溶液的pH值對(duì)活性炭吸附Cr、Ni有很大影響。對(duì)于Cr，活性炭的吸附2+量隨著pH值的升高而減小。對(duì)于Ni，活性炭的吸附量隨pH值的升高而升高。改性椰殼活性炭對(duì)重金屬離子的吸附速率較快，主要吸附過(guò)程是在40min之內(nèi)進(jìn)行，之后的吸附速率逐漸減慢。6+2+④通過(guò)動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)，研究改性活性炭對(duì)Cr、Ni的吸附規(guī)律，得到其吸附動(dòng)力學(xué)曲線。分別用準(zhǔn)一級(jí)、準(zhǔn)二級(jí)和顆粒內(nèi)擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)模型對(duì)其進(jìn)行線性擬合，發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)二級(jí)吸附模型和顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型均能較好的描述活性炭的吸附動(dòng)力學(xué)過(guò)程。通過(guò)吸附平衡試驗(yàn)得到吸附等溫線，并用Langumir

6、和Freundlich等溫吸附模型對(duì)其進(jìn)行線性擬合，結(jié)果表明Langumir和Freundlich等溫吸附模型均能較好的擬合等溫吸附數(shù)6+2+據(jù)，活性炭對(duì)Cr、Ni的吸附都屬于有利吸附。Langumir模型的擬合度較Freundlich更高，與試驗(yàn)結(jié)果更為接近。關(guān)鍵詞：活性炭；硝酸錳；改性；重金屬；吸附IIIAbstractHeavymetalionshavegreatcontributiontothepollutionofwater．Inordertoimprovetheadsorptioncapabilityofheav

7、ymetalionswithactivatedcarbon,theactivatedcarbonismodifiedwithrelevantmodifier.Inthepaper,modifiedactivatedcarbonmadeofpeachstoneandcoconutshellwereobtainedaftermodifiedwithmanganesenitrate.Themodifiedactivatedcarbons(ACMnandACM)wereusedtoadsorbCr(VI)andNi(II)froma

8、queoussolutioninordertotesttheiradsorptionperformances.Theeffectsofdifferentconcentrationsofmodifier,solutionpH,dosages,adsorptiontime,initialcon