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《尿素改性活性炭對(duì)水中汞離子的吸附性能研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、尿素改性活性炭對(duì)水中汞離子的吸附性能研宄肖榕銅仁職業(yè)技術(shù)學(xué)院利用鉍素對(duì)活性炭進(jìn)行改性，制備丫含氮活性炭ACN，并采用元素分析、N2吸附-脫附以及X光電子能譜對(duì)改性前后的活性炭進(jìn)行了表征。通過靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)研宄了改性前后的活性炭AC和ACN對(duì)水溶液中汞離子的吸附性能。研究結(jié)果表明，含氮官能團(tuán)的引入使得ACN對(duì)汞離子的最大吸附容量提高到了286.32mg/goACN的適用范圍非常廣，最佳吸附pH值范圍為4'0。關(guān)鍵詞：除采;活性炭;吸附;尿素改性;AdsorptionofHg2+IonsfromAqueousSolutionbyUreaDopedActivatedC
2、arbonXIAORongTongrenPolytechnicCollege;Abstract：Nitrogen-containingactivatedcarbon(ACN)waspreparedbymodificationwithurea.Activatedcarbonsamplesbeforeandaftermodificationwerecharacterizedbyelementalanalysis,N2adsorption-desorptionandX-rayphotoelectronspectroscopy(XPS).AqueousHg21adso
3、rptionpropertiesbyACandACNwereinvestigatedthroughbatchexperiments.Resultsindicatedthattheintroductionofnitrogen-containingfunctionalgroupsimprovedthemaximumadsorptioncapacityto286.32mg/g.TheoptimalpHforHgremovalwasinawiderangeof410.Keyword：mercuryremoval;activatedcarbon;adsorption;u
4、readoped;水體中的汞對(duì)動(dòng)物和人體的危害非常之大。目前去除水中的汞的方法有很多，常見的有沉淀法111，離子交換法m，混凝法［3］及活性炭吸附［4-5］等?；钚蕴课绞亲畛Ｒ姷娜コw中汞的方法之一，其吸附的有效性取決于水中汞的初始形態(tài)和濃度、活性炭用量以及吸附時(shí)間等，但是其吸附易飽和，吸附容量不高。為丫提高活性炭對(duì)水屮汞離子的吸附能力，本文采用尿素對(duì)活性炭進(jìn)行改性，在活性炭表而引入含氮官能團(tuán)，研宄含氮活性炭的孔結(jié)構(gòu)、表而酸堿性以及表而含氮官能團(tuán)的種類與其吸附能力之間的關(guān)系，為制備高吸附性能的活性炭材料提供理論依據(jù)。1實(shí)驗(yàn)1.1活性炭的改性與表征先用鹽酸將
5、購買的商業(yè)活性炭浸泡以去除活性炭制備過程中的灰分和微量金屬，然后用去離子水洗滌至溶液接近中性后烘干，此時(shí)的活性炭記為AC。將10gAC浸漬于50mL的尿素水溶液中（尿素質(zhì)量為10g），浸漬24h后，經(jīng)過濾、洗滌后烘干。然后將樣品置于管式爐屮于Ar氣氛K在600°C熱處理3h,升溫速度為lCTC/min。待樣品冷卻后，用去離子水洗凈、烘干，得到的樣品記為ACN。采用元素分析對(duì)活性炭中C、H、0和N的組成進(jìn)行分析，N2吸附-脫附對(duì)改性前后活性炭的孔結(jié)構(gòu)性質(zhì)進(jìn)行表征，釆用質(zhì)量滴定法測(cè)定活性炭的b表面零電荷點(diǎn)（PHpzc,pHofthepointofzerocharg
6、e）,采用X射線光電子能譜（XPS,X-rayphotoelectronspectroscopy對(duì)活性炭表面的禽氮官能團(tuán)的種類和禽量進(jìn)行分析。1.2吸附試驗(yàn)配制汞離子濃度為1000mg/L的硝酸汞原液，然后將原液稀釋至濃度為10^200mg/L。吸附等溫線實(shí)驗(yàn)中，將50mg活性炭樣品加入裝有50mL不同濃度的硝酸汞的錐形瓶屮，置于恒溫振蕩器屮，設(shè)置水浴溫度為30°C,轉(zhuǎn)速為150r/min。待吸附平衡后，測(cè)定溶液中汞離子的平衡濃度。并通過公式（1）計(jì)算活性炭的吸附容量。式中:q平衡吸附容量，mg/gCo汞離子溶液的初始濃度，mg/LCe汞離子溶液的平衡濃度，m
7、g/LV汞離子溶液的體積，Lm活性炭的質(zhì)量，g在研究pH值影響的實(shí)騎中，束離子濃度為50mg/L,溶液的pH值用0.1mol/LHN03或者0.1mol/LNaOH溶液調(diào)節(jié)至2?10。在50mL不同pH的汞離子溶液里加入50mg活性炭樣品，并將錐形瓶置于恒溫振蕩器中，溫度與轉(zhuǎn)速與等溫吸附線實(shí)驗(yàn)屮的一致。1.3分析方法溶液中的汞離子濃度采用原子熒光光譜儀（奧羅拉Auror，型號(hào)AI3200）進(jìn)行測(cè)定，溶液的pH值采用pHS-5型pH計(jì)進(jìn)行測(cè)定。2結(jié)果與討論2.1活性炭表征對(duì)AC和ACN進(jìn)行元素分析，其結(jié)果如表1所示。原始的活性炭AC的N含量很低，約為0.16%。
8、而經(jīng)過尿素改性后，樣品的N和0含量明顯
