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1、天然斜發(fā)沸石對水中氨氮吸附影響因素探究 摘要：本實驗研究了天然沸石對氨氮的吸附影響因素及機(jī)理，結(jié)果表明，沸石投加量為2g，粒徑由20目增加到100目時，其qe從0.341上升到0.512mg/g；沸石投加量1g，初始氨氮濃度由10mg/L增大到100mg/L時，qe從0.112上升0.595mg/g；氨氮初始濃度為100mg/L，投加量由1g增大到15g時，qe從0.595mg/g下降到0.268mg/g，沸石吸附氨氮更適合用Langmuir吸附等溫線和準(zhǔn)二級反應(yīng)動力學(xué)進(jìn)行描述，其R2分別為0
2、.997和0.998。關(guān)鍵詞：天然沸石；氨氮；吸附容量中圖分類號：X703文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-4311（2013）17-0285-030引言7近年來，隨著城市化進(jìn)程的加快，化工廠廢水的過度排放，使得水體中的氮元素含量過多，導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象日益嚴(yán)重，已經(jīng)成為當(dāng)今世界面臨的全球性的重大環(huán)境問題[1]。因此尋找一種有效去除水中氨氮的方法迫在眉睫，沸石是一種含水的堿或堿土金屬的鋁硅酸鹽礦物，是由硅氧四面體和鋁氧四面體組成的架狀硅酸鹽[2]。具有比表面積大，吸附性能好，離子交換能力強(qiáng)，化
3、學(xué)性能穩(wěn)定等特點，對氨氮的去除有著較好的效果。因此本文研究沸石對氨氮的吸附機(jī)理及影響因素，為沸石在實際工程中的應(yīng)用提供基礎(chǔ)資料和理論指導(dǎo)。1實驗部分1.1實驗材料與預(yù)處理本實驗所選用的天然斜發(fā)沸石購于鞏義寶來水處理材料廠，顏色為黑褐色，其主要成分如表1所示。將沸石用去離子水反復(fù)沖洗干凈，煮沸30min以盡可能去除沸石空隙中雜質(zhì)，過篩分出不同粒徑的沸石，在105℃下烘干，放入干燥器中備用。1.2實驗儀器、試劑與氨氮測定方法主要儀器：721分光光度計；THZ-82A氣浴恒溫振蕩器；XYJ80-2電動
4、離心機(jī)。主要試劑：酒石酸鉀鈉（AR）；碘化汞（AR）；碘化鉀（AR）；氫氧化鈉（AR）；氯化銨（AR）。氨氮測定方法：采用納氏試劑光度法，《水和廢水監(jiān)測分析方法》（第四版）。1.3試驗方法1.3.17沸石對氨氮的吸附影響因素。本實驗通過改變沸石的粒徑大小，氨氮溶液的初始濃度、沸石的投加量等因素來研究沸石對氨氮的吸附效果，水樣為100ml，置于250ml具塞錐形瓶中，在25℃下恒溫振蕩16個小時，轉(zhuǎn)速為200r/min。振蕩結(jié)束后，用離心機(jī)在3500r/min下離心20min后取上清液測定氨氮含量
5、。1.3.2吸附等溫線。取1g粒徑為20～30目的沸石投加到100ml濃度分別為10、15、20、40、50、70、100mg/L的氨氮溶液中，在25℃下恒溫振蕩16個小時，轉(zhuǎn)速為200r/min。振蕩結(jié)束后，用離心機(jī)在3500r/min下離心20min后取上清液測定氨氮含量。1.3.3吸附動力學(xué)。取1g沸石粒徑為20～30目的沸石投加到100ml濃度為100mg/L的氨氮溶液中，在25℃、200r/min的條件下振蕩，每隔一定時間取樣測定水溶液中氨氮的含量。2結(jié)果與討論2.1沸石對氨氮的吸附影
6、響因素2.1.1不同粒徑對氨氮的吸附研究。稱取2g粒徑為10～20目、20～30目、40～60目和80～100目的沸石于100ml含量為100mg/L的氨氮溶液中進(jìn)行振蕩，實驗結(jié)果如圖1所示。如圖1所示，隨著粒徑目數(shù)的增大，沸石對氨氮的吸附效果也越好，沸石吸附容量由10～20目的0.341mg/g增加到80～100目的0.512mg/g。這是由于一定質(zhì)量的沸石粒徑越小其比表面積也就越大，使吸附接觸面積增大[3]，從而增加了對氨氮的吸附能力。72.1.2氨氮初始濃度對吸附效果的影響。取1g粒徑為2
7、0～30目沸石置于100ml濃度為10mg/L、15mg/L、20mg/L、40mg/L、50mg/L、70mg/L、100mg/L的氨氮溶液中振蕩，結(jié)果如圖2所示。如圖2所示，隨著初始氨氮濃度的增大，沸石對氨氮的吸附能力增強(qiáng)[4]，其吸附容量也隨之增大，初始氨氮濃度由10mg/L增大到100mg/L時，沸石的吸附容量也隨之從0.112mg/g上升到0.595mg/L，而對氨氮的去除率呈下降趨勢，由11.20%下降到5.94%。這是由于初始氨氮溶液的濃度越大，其固-液之間的電化學(xué)勢梯度也就越高，
8、從而促進(jìn)對氨氮的吸附，但一定質(zhì)量的沸石其有效吸附容量是有限的，對高濃度氨氮溶液的去除率也會相應(yīng)減小。2.1.3不同沸石投加量對吸附效果的影響。稱取1g、2g、5g、10g、15g粒徑為20～30目的沸石分別置于100ml濃度為100mg/L的氨氮溶液中振蕩，結(jié)果如圖3所示。7如圖3所示，隨著沸石投加量的增大，其吸附容量隨之下降，當(dāng)沸石投加量由1g增加到15g時，其吸附容量由0.595mg/g減小到0.286mg/g，而對氨氮的去除率呈上升趨勢，由5.94%上升到42.97%。這是由于隨著沸石投加
