活性炭吸附试验报告
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活性炭吸附实验1.实验目的本实验用亚甲基蓝(C16H18ClN3S)代替工业废水中有机污染物,采用活性炭吸附法,探究活性炭投放量、吸附时间等因素对活性炭吸附性的影响,探究活性炭处理有机污染水体时的最优工艺参数。
2.实验原理2.1活性炭特性活性炭是水处理吸附法中广泛应用的吸附剂之一,有粒状和粉状两种。
其中粉末活性炭应用于水处理在国内外已有较长的历史。
活性炭是一种暗黑色含炭物质,具有发达的微孔构造和巨大的比表面积。
它化学性质稳定,可耐强酸强碱,具有良好吸附性能,是多孔的疏水性吸附剂。
活性炭最初用于制糖业,后来广泛用于去除受污染水中的有机物和某些无机物。
它几乎可以用含有碳的任何物质做原材料来制造,活性炭在制造过程中,其挥发性有机物被去除,晶格间生成空隙,形成许多形状各异的细孔。
其孔隙占活性炭总体积的 70%~ 80%,每克活性炭的表面积可高达 500 ~ 1700 平方米,但 99.9%都在多孔结构的内部。
活性炭的极大吸附能力即在于它具有这样大的吸附面积[1,2]。
2.2活性炭吸附特征活性炭的孔隙大小分布很宽,从 10-1nm 到104nm 以上,一般按孔径大小分为微孔、过渡孔和大孔。
在吸附过程中,真正决定活性炭吸附能力的是微孔结构。
活性炭的全部比表面几乎都是微孔构成的,粗孔和过渡孔只起着吸附通道作用,但它们的存在和分布在相当程度上影响了吸附和脱附速率。
研究表明,活性炭吸附同时存在着物理吸附、化学吸附和离子交换吸附。
在活性炭吸附法水处理过程中,利用3种吸附的综合作用达到去除污染物的目的。
对于不同的吸附物质,3种吸附所起的作用不同。
(1)物理吸附分子力产生的吸附称为物理吸附,它的特点是被吸附的分子不是附着在吸附剂表面固定点上,而稍能在界面上作自由移动。
物理吸附可以形成单分子层吸附,又可形成多分子层吸附。
由于分子力的普遍存在, 一种吸附剂可以吸附多种物质,但由于吸附物质不同,吸附量也有所差别。
这种吸附现象与吸附剂的表面积、细孔分布有着密切关系,也和吸附剂表面力有关。
1 实验目的(1) 通过实验进一步了解活性炭的吸附工艺及性能;(2) 熟悉整个实验过程的操作;(3) 掌握用“间歇法”、“连续流”法确定活性炭处理污水的设计参数的方法;(4) 学会使用一级动力学、二级动力学方程拟合分析,对 PAC 的吸附进行动力学分析研究;(5) 了解活性炭改性的方法以及其影响因素。
2 实验原理2.1 活性炭间隙性吸附实验原理活性炭吸附就是利用活性炭的固体表面对水中一种或多种物质的吸附作用,己达到净化水质的目的。
活性炭的吸附作用产生于两个方面,一是由于活性炭内部分子在各个方向都受到同等大小的力而在表面的分子则受到不平衡的力,这就使其他分子吸附于其表面上,此为物理吸附;另一个是由于活性炭与被吸附物质之间的化学作用,此为化学吸附。
活性炭的吸附是上述两种吸附综合的结果。
当活性炭在溶液中的吸附速度和解吸速度相等时,即单位时间内的活性炭的数量等于解吸的数量时,此时被吸附物质在溶液中的浓度和在活性炭表面的浓度均不在变化,而达到平衡,此时的动平衡称为活性炭吸附平衡而此时被吸附物质在溶液中的浓度称为平衡浓度。
活性炭的吸附能力以吸附量q表示。
式中:q ——活性炭吸附量,即单位重量的吸附剂所吸附的物质量,g/g;V ——污水体积,L;C0、C ——分别为吸附前原水及吸附平衡时污水中的物质浓度,g/L;X ——被吸附物质重量,g;M ——活性炭投加量,g。
在温度一定的条件下,活性炭的吸附量随被吸附物质平衡浓度的提高而提高,两者之间的变化称为吸附等温线,通常费用兰德里希经验公式加以表达。
式中:q ——活性炭吸附量,g/g ;C ——被吸附物质平衡浓度g/L;K、n ——溶液的浓度,pH值以及吸附剂和被吸附物质的性质有关的常数。
K、n值求法如下:通过间歇式活性炭吸附实验测得q、C相应之值,将式取对数后变换为下式:将q、C相应值点绘在双对数坐标纸上,所得直线的斜率为1/n,截距则为K。
此外,还有朗缪尔吸附等温式,它通常用来描述物质在均一表面上的单层吸附,表达式为:由于间歇式静态吸附法处理能力低、设备多,故在工程中多采用连续流活性炭吸附法,即活性炭动态吸附法。
活性炭吸附实验报告
引言概述:
本实验旨在研究活性炭材料在吸附过程中的性能和效果。
活性炭是一种具有高孔隙度和高吸附能力的材料,广泛应用于水处理、空气净化、废气处理等领域。
通过实验确定活性炭的吸附性能,可以为其在工业和环境应用中提供科学依据。
正文内容:
1.活性炭的原理和特性
1.1活性炭的制备方法
1.2活性炭的物理特性和表面结构
1.3活性炭的吸附原理
2.实验设计和方法
2.1活性炭的选择和准备
2.2吸附试剂的选择和制备
2.3实验装置和操作流程
3.吸附实验结果与分析
3.1吸附平衡实验
3.1.1吸附剂用量对吸附效果的影响
3.1.2吸附剂颗粒大小对吸附效果的影响
3.1.3吸附剂pH值对吸附效果的影响
3.2吸附动力学实验
3.2.1吸附速率对吸附效果的影响
3.2.2吸附温度对吸附效果的影响
3.2.3吸附剂可重复使用性能的评估
4.吸附实验的结果讨论
4.1吸附平衡实验结果分析
4.2吸附动力学实验结果分析
4.3吸附剂的选择和应用前景
5.实验改进和未来研究方向
5.1实验方法的改进和优化
5.2活性炭的改良和性能提升
5.3活性炭在环境治理中的应用研究
总结:
通过本实验,我们对活性炭吸附过程的性能和效果进行了研究。
实验结果表明,活性炭吸附效果受到吸附剂用量、颗粒大小、pH值、吸附速率和温度等因素的影响。
活性炭作为一种有潜力的吸附材料,在水处理、空气净化、废气处理等领域具有广阔的应用前
景。
未来的研究可以着重于改进实验方法、提升活性炭的吸附性能,并进一步探索其在环境治理中的应用。
活性碳吸附综合实验报告.docx1实验⽬的(1)通过实验进⼀步了解活性炭的吸附⼯艺及性能;(2)熟悉整个实验过程的操作;(3)掌握⽤“间歇法”、“连续流”法确定活性炭处理污⽔的设计参数的⽅法;(4)学会使⽤⼀级动⼒学、⼆级动⼒学⽅程拟合分析,对PAC 的吸附进⾏动⼒学分析研究;(5)了解活性炭改性的⽅法以及其影响因素。
2实验原理2.1活性炭间隙性吸附实验原理活性炭吸附就是利⽤活性炭的固体表⾯对⽔中⼀种或多种物质的吸附作⽤,⼰达到净化⽔质的⽬的。
活性炭的吸附作⽤产⽣于两个⽅⾯,⼀是由于活性炭内部分⼦在各个⽅向都受到同等⼤⼩的⼒⽽在表⾯的分⼦则受到不平衡的⼒,这就使其他分⼦吸附于其表⾯上,此为物理吸附;另⼀个是由于活性炭与被吸附物质之间的化学作⽤,此为化学吸附。
活性炭的吸附是上述两种吸附综合的结果。
当活性炭在溶液中的吸附速度和解吸速度相等时,即单位时间内的活性炭的数量等于解吸的数量时,此时被吸附物质在溶液中的浓度和在活性炭表⾯的浓度均不在变化,⽽达到平衡,此时的动平衡称为活性炭吸附平衡⽽此时被吸附物质在溶液中的浓度称为平衡浓度。
活性炭的吸附能⼒以吸附量q表⽰。
式中:q ——活性炭吸附量,即单位重量的吸附剂所吸附的物质量,g/g;V ——污⽔体积,L;C0、C ——分别为吸附前原⽔及吸附平衡时污⽔中的物质浓度,g/L;X ——被吸附物质重量,g;M ——活性炭投加量,g。
在温度⼀定的条件下,活性炭的吸附量随被吸附物质平衡浓度的提⾼⽽提⾼,两者之间的变化称为吸附等温线,通常费⽤兰德⾥希经验公式加以表达。
式中:q ——活性炭吸附量,g/g ;C ——被吸附物质平衡浓度g/L;K、n ——溶液的浓度,pH值以及吸附剂和被吸附物质的性质有关的常数。
K、n值求法如下:通过间歇式活性炭吸附实验测得q、C相应之值,将式取对数后变换为下式:将q、C相应值点绘在双对数坐标纸上,所得直线的斜率为1/n,截距则为K。
此外,还有朗缪尔吸附等温式,它通常⽤来描述物质在均⼀表⾯上的单层吸附,表达式为:由于间歇式静态吸附法处理能⼒低、设备多,故在⼯程中多采⽤连续流活性炭吸附法,即活性炭动态吸附法。
活性炭吸附实验实验报告[活性炭吸附实验] 活性炭吸附实验一实验目的1、通过实验进一步了解活性炭的吸附工艺及性能,并熟悉整个实验过程的操作2、掌握用“间歇”法、“连续流”法确定活性炭处理污水的设计参数的方法二实验原理活性炭吸附过程包括物理吸附和化学吸附。
其基?原理就是利用活性炭的固体表面对水中一种或多种物质的吸附作用,以达到净化水质的目的。
当活性炭对水中所含杂质吸附时,水中的溶解性杂质在活性炭表面积聚而被吸附,同时也有一些被吸附物质由于分子的运动而离开活性炭表面,重新进入水中即同时发生解吸现象。
当吸附和解吸处于动态平衡状态时,称为吸附平衡。
这时活性炭和水(即固相和液相)之间的溶质浓度,具有一定的分布比值。
重量的活性炭吸附溶质的数量qe,即吸附容量可按下式计算:V(C0?C)qe?m式中 qe—活性炭吸附量,即单位重量的吸附剂所吸附的物质量,mg/g;V—污水体积,L;C0、C—分别为吸附前原水及吸附平衡时污水中的物质浓度,mg/L;m—活性炭投加量,g;在温度一定的条件下,活性炭的吸附量随被吸附物质平衡浓度的提高而提高,两者之间的变化曲线称吸附等温线,通常用Fruendlich式加以表达。
qe?K?Cn式中 K、n—是与溶液的温度、pH值以及吸附剂和被吸附物质的性质有关的常数;K、n值求法如下:通过间歇式活性炭吸附实验测得qe、C相应之值,将式上式到对数后变换为下式:1lgqe?lgK?lgCn将qe、C相应值点绘在双对数坐标纸上,所得直线的斜率为1/n,截距则为k。
三实验设备及用具1、振荡器一台;2、分析天平一台;3、分光光度计一台;4、250mL三角烧杯5个;5、100mL容量瓶6个;6、活性炭(粉状和粒状);7、亚甲基兰。
8、活性炭连续流吸附实验装置四实验步骤1、间歇式活性炭吸附实验①配制浓度为50mg/L的亚甲兰溶液于1000mL容量瓶中;②用十倍稀释法依次配制浓度为5mg/L、1mg/L、0.5mg/L、0.1mg/L、0.05mg/L、0.01mg/L的亚甲兰溶液于100mL容量瓶中;③用分光光度计测定其吸光度值(吸附波长为665nm),记录到表1中,绘制标准曲线;④取5个250mL的三角瓶,用天平分别称取100mg、200mg、300mg、400mg、500mg的粉活性炭投入三角瓶中,每瓶中加入100mL50mg/L 亚甲基兰溶液;⑤将三角烧瓶放在振荡器上振荡(震荡器的速度要由小变大,但也不能太大,否则会将活性碳粉粘到瓶壁上),当达到吸附平衡时停止振荡。
一、实验目的1. 了解吸附原理和吸附剂的选择原则;2. 掌握吸附实验的操作方法;3. 研究不同吸附剂对特定物质的吸附效果;4. 分析影响吸附效果的因素。
二、实验原理吸附是指物质在固体表面或液体界面上的富集现象。
根据吸附机理,吸附可分为物理吸附和化学吸附。
物理吸附主要指分子间的范德华力,而化学吸附则涉及化学键的形成。
吸附实验中,常用吸附剂有活性炭、沸石、离子交换树脂等。
本实验采用活性炭作为吸附剂,研究其对特定物质的吸附效果。
实验原理如下:1. 活性炭具有较大的比表面积和丰富的孔隙结构,能有效吸附水中的有机污染物;2. 吸附过程受多种因素影响,如吸附剂种类、吸附剂用量、吸附时间、溶液pH值、温度等;3. 通过测定吸附前后溶液中特定物质的浓度,计算吸附率,分析吸附效果。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:锥形瓶、振荡器、分光光度计、移液管、容量瓶、烧杯等;2. 试剂:活性炭、特定物质溶液、标准溶液、pH缓冲溶液、去离子水等。
四、实验步骤1. 准备实验溶液:将特定物质溶液配制成一定浓度,备用;2. 准备吸附剂:将活性炭用去离子水洗净、干燥,备用;3. 吸附实验:取一定量的特定物质溶液于锥形瓶中,加入一定量的活性炭,置于振荡器上振荡;4. 吸附时间:记录不同吸附时间下吸附剂对特定物质的吸附效果;5. 测定吸附率:取一定量的吸附后溶液,用分光光度计测定特定物质的浓度,计算吸附率;6. 分析实验数据,得出结论。
五、实验数据与结果1. 吸附剂用量:取0.5g、1.0g、1.5g活性炭分别进行吸附实验,结果如下:吸附时间(min) | 0.5g活性炭吸附率(%) | 1.0g活性炭吸附率(%) | 1.5g 活性炭吸附率(%)------------------|-------------------------|-------------------------|-------------------------10 | 60.2 | 70.5 | 80.120 | 72.3 | 81.8 | 89.630 | 78.9 | 86.4 | 92.12. 吸附时间:取1.0g活性炭进行吸附实验,结果如下:吸附时间(min) | 吸附率(%)------------------|-------------------------10 | 70.520 | 81.830 | 86.440 | 88.250 | 89.63. 温度:在20℃、30℃、40℃条件下进行吸附实验,结果如下:温度(℃) | 吸附率(%)------------------|-------------------------20 | 89.630 | 90.240 | 91.54. pH值:在pH值为4、7、10条件下进行吸附实验,结果如下:pH值 | 吸附率(%)--------|-------------------------4 | 91.27 | 90.510 | 89.8六、实验结论1. 活性炭对特定物质的吸附效果受吸附剂用量、吸附时间、温度、pH值等因素影响;2. 在实验条件下,活性炭对特定物质的吸附效果较好,可应用于水处理等领域。
一、实验原理1、活性炭处理工艺是运用吸附的方法来去除异味、某些离子以及难以进行生物降解的有机污染物。
在吸附过程中,活性炭比表面积起着主要作用。
同时,被吸附物质在溶剂中的溶解度也直接影响吸附的速度。
此外,pH 的高低、温度的变化和被吸附物质的分散程度也对吸附速度有一定影响。
活性炭对水中所含杂质的吸附既有物理吸附现象,也有化学吸着作用。
有一些被吸附物质先在活性炭表面上积聚浓缩,继而进入固体晶格原子或分子之间被吸附,还有一些特殊物质则与活性炭分子结合而被吸着。
当活性炭对水中所含杂质吸附时,水中的溶解性杂质在活性炭表面积聚而被吸附,同时也有一些被吸附物质由于分子的运动而离开活性炭表面,重新进入水中即同时发生解吸现象。
当吸附和解吸处于动态平衡状态时,称为吸附平衡。
这时活性炭和水(即固相和液相)之间的溶质浓度,具有一定的分布比值。
如果在一定压力和温度条件下,用 m 克活性炭吸附溶液中的溶质,被吸附的溶质为 x 毫克,则单位重量的活性炭吸附溶质的数量qe,即吸附容量可按下式计算:q e=x/m (1) q e的大小除了决定于活性炭的品种之外,还与被吸附物质的性质、浓度、水的温度及pH 值有关。
一般说来,当被吸附的物质能够与活性炭发生结合反应、被吸附物质又不容易溶解于水而受到水的排斥作用,且活性炭对被吸附物质的亲和作用力强、被吸附物质的浓度又较大时,q e值就比较大。
描述吸附容量q e与吸附平衡时溶液浓度 C 的关系有Langmuir、BET 和 Fruendlieh 吸附等温式。
在水和污水处理常用 Fruendlich 表达式来比较不同温度和不同溶液浓度时的活性炭的吸附容量,即q e=KC1/n (2)式中:q e——吸附容量(mg/g);K——与吸附比表面积、温度有关的系数;n——与温度有关的常数,n>1;C——吸附平衡时的溶液浓度(mg/L)。
这是一个经验公式,通常用图解方法求出 K,n 的值.为了方便易解,往往将式(2)变换成线性对数关系式Lgq e=lg(C0-C/m)=lgK+lgC/n (3)式中:C0——水中被吸附物质原始浓度(mg/L);C——被吸附物质的平衡浓度(mg/L);m——活性炭投加量(g/L)。
活性炭吸附实验报告
活性炭吸附实验报告
一、实验目的
掌握活性炭的吸附特性,了解活性炭的吸附能力和吸附速度。
二、实验原理
活性炭是一种具有活化处理的炭材料,具有巨大的比表面积和强大的吸附能力。
通过活性炭的孔隙结构,能够吸附并固定气体、溶液中的有机物、无机物等。
三、实验仪器和试剂
仪器:活性炭吸附仪;
试剂:活性炭,甲苯溶液。
四、实验步骤
1. 准备实验仪器和试剂。
2. 将活性炭样品加入活性炭吸附仪中,调节仪器参数,使系统处于正常工作状态。
3. 将甲苯溶液滴加到活性炭吸附仪内,记录下溶液滴加的时间和滴加的量。
4. 观察活性炭的吸附过程,记录下吸附过程的时间和活性炭的颜色变化。
5. 当活性炭吸附饱和或滴加完甲苯溶液后,关闭吸附仪,取出活性炭样品。
五、实验结果与分析
根据实验结果,记录下甲苯溶液滴加的时间和量,并观察活性炭吸附过程的时间和颜色变化。
六、结论与讨论
通过实验我们可以得到活性炭的吸附能力和吸附速度。
根据实验结果,我们可以发现活性炭对于甲苯具有较好的吸附能力,能够将溶液中的甲苯吸附并固定在其孔隙结构中。
同时,通过观察活性炭的颜色变化,我们也可以了解活性炭的吸附过程和吸附饱和点。
七、实验总结
通过本次实验,我们深入了解了活性炭的吸附特性和吸附能力。
活性炭在工业和环境领域具有广泛的应用价值,例如在水处理、空气净化中的应用。
了解活性炭的吸附能力和吸附速度有助于我们正确选择和使用活性炭材料,提高其吸附效果和利用率。
同时,也为我们今后研究更多类型的吸附材料提供了基础。
吸附实验报告吸附实验报告引言:吸附是一种重要的物理现象,广泛应用于化学、材料和环境科学等领域。
本实验旨在通过对吸附现象的研究,探究吸附过程中的各种因素对吸附效果的影响,并进一步了解吸附的机理和应用。
实验方法:1. 实验材料准备:我们选择了活性炭作为吸附材料,并按照一定粒径筛选出均匀的颗粒。
2. 实验装置搭建:我们使用了一台恒温恒湿箱,通过调节温度和湿度来控制实验条件的一致性。
3. 实验操作步骤:a. 将一定质量的活性炭样品放置在吸附装置中,并将其与恒温恒湿箱连接。
b. 调节恒温恒湿箱的温度和湿度,使其保持稳定。
c. 将待吸附物质溶液加入吸附装置中,开始吸附实验。
d. 定时采集吸附后的溶液样品,并通过分析仪器测量其浓度。
e. 记录实验数据并进行数据处理。
实验结果与分析:通过实验,我们得到了吸附过程中溶液浓度随时间的变化曲线。
根据实验数据,我们可以得出以下结论:1. 吸附速率:吸附速率是吸附过程中的重要指标之一。
我们观察到,在初始吸附阶段,吸附速率较快,随着时间的推移逐渐减缓,最终趋于平稳。
这与吸附剂表面活性位点的饱和度有关。
2. 吸附容量:吸附容量是吸附过程中的另一个重要指标。
我们发现,在一定温度和湿度条件下,吸附容量与待吸附物质的浓度呈正相关关系。
这表明活性炭具有较高的吸附能力,能够有效地去除溶液中的目标物质。
3. 温度和湿度对吸附效果的影响:我们对不同温度和湿度条件下的吸附实验进行了比较。
实验结果显示,在较高的温度和湿度条件下,吸附速率和吸附容量均有所增加。
这说明温度和湿度对吸附过程有一定的促进作用。
实验结论:通过本次实验,我们深入了解了吸附现象及其影响因素。
活性炭作为一种常用的吸附材料,具有较高的吸附能力和效果。
温度和湿度对吸附过程有一定的影响,可以通过调节这些条件来优化吸附效果。
吸附技术在环境治理、废水处理和气体净化等领域有着广泛的应用前景。
结语:通过本次吸附实验,我们对吸附现象有了更深入的了解,并探索了吸附过程中的各种因素对吸附效果的影响。
一、实验目的1. 了解活性炭的吸附特性及其在水处理中的应用。
2. 掌握活性炭吸附实验的基本原理和操作方法。
3. 研究活性炭对有机污染物的吸附效果,为实际水处理工程提供参考。
二、实验原理活性炭是一种具有高度发达的孔隙结构和巨大比表面积的吸附材料,广泛应用于水处理、空气净化等领域。
活性炭的吸附作用主要包括物理吸附和化学吸附两种形式。
物理吸附是指吸附质分子与活性炭表面分子间的范德华力作用,而化学吸附是指吸附质分子与活性炭表面分子间的化学键作用。
本实验采用间歇式静态吸附法,通过改变活性炭的投放量和吸附时间,研究活性炭对有机污染物的吸附效果。
三、实验仪器与材料1. 仪器:锥形瓶、分光光度计、磁力搅拌器、电子天平、温度计、pH计、移液管等。
2. 材料:活性炭、亚甲基蓝溶液、蒸馏水、氢氧化钠、盐酸等。
四、实验步骤1. 准备溶液:将亚甲基蓝溶液稀释至一定浓度,配制一系列不同浓度的溶液。
2. 准备活性炭:将活性炭用蒸馏水洗涤,去除杂质,然后在105℃下烘干至恒重。
3. 吸附实验:将活性炭粉末加入到锥形瓶中,加入一定量的亚甲基蓝溶液,置于磁力搅拌器上,设定不同吸附时间,观察溶液颜色变化。
4. 测定吸附效果:取吸附后的溶液,用分光光度计测定吸光度,计算吸附量。
5. 计算吸附等温线:以吸附量为纵坐标,溶液浓度为横坐标,绘制吸附等温线。
五、实验数据与分析1. 吸附量随吸附时间的变化:实验结果表明,活性炭对亚甲基蓝的吸附量随吸附时间的延长而增加,在一定时间内达到吸附平衡。
2. 吸附等温线:根据实验数据,绘制吸附等温线,发现活性炭对亚甲基蓝的吸附符合Langmuir吸附等温式。
3. 影响吸附效果的因素:实验结果表明,活性炭的吸附效果受温度、pH值、溶液浓度等因素的影响。
六、结论1. 活性炭对亚甲基蓝具有良好的吸附效果,可作为水处理中的吸附材料。
2. 活性炭的吸附效果受温度、pH值、溶液浓度等因素的影响,实际应用中需根据具体情况调整吸附条件。
华南师大学实验报告
学生学号
专业环境工程年级、班级2021级环境工程
课程名称水污染控制工程实验实验工程活性炭吸附实验
实验类型综合实验时间2021年3月25日
实验指导教师王熙教师实验评分
一、实验原理
1、活性炭处理工艺是运用吸附的方法来去除异味、某些离子以及难以进展生物降解的有机污染物。
在吸附过程中,活性炭比外表积起着主要作用。
同时,被吸附物质在溶剂中的溶解度也直接影响吸附的速度。
此外,pH的上下、温度的变化和被吸附物质的分散程度也对吸附速度有一定影响。
活性炭对水中所含杂质的吸附既有物理吸附现象,也有化学吸着作用。
有一些被吸附物质先在活性炭外表上积聚浓缩,继而进入固体晶格原子或分子之间被吸附,还有一些特殊物质那么与活性炭分子结合而被吸着。
当活性炭对水中所含杂质吸附时,水中的溶解性杂质在活性炭外表积聚而被吸附,同时也有一些被吸附物质由于分子的运动而离开活性炭外表,重新进入水中即同时发生解吸现象。
当吸附和解吸处于动
态平衡状态时,称为吸附平衡。
这时活性炭和水(即固相和液相)之间的溶质浓度,具有一定的分布比值。
如果在一定压力和温度条件下,用m克活性炭吸附溶液中的溶质,被吸附的溶质为x毫克,那么单位重量的活性炭吸附溶质的数量勺0,即吸附
容量可按下式计算:
q e=x/m(1) q e的大小除了决定于活性炭的品种之外,还与被吸附物质的性质、浓度、水的温度及pH值有关。
一般说来,当被吸附的物质能够与活性炭发生结合反响、被吸
附物质又不容易溶解于水而受到水的排斥作用,且活性炭对被吸附物质的亲和作用力强、被吸附物质的浓度又较大时,q值就比较大。
描述吸附容量q与吸附平衡时溶液浓度C的关系有Langmuir、BET和Fruendlieh吸附等温式。
在水和污水处理常用Fruendlich表达式来比较不同温度和不同溶液浓度时的活性炭的吸附容量,即
q e=KC1/n〔2〕式中:qe吸附容量(mg/g);
K——与吸附比外表积、温度有关的系数;
n——与温度有关的常数,n>1;
C——吸附平衡时的溶液浓度(mg/L)。
这是一个经历公式,通常用图解方法求出K,n的值.为了方便易解,往往将式(2)变换成线性对数关系式
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Lgq e=lg(C0-C/m)=lgK+lgC/n(3) 式中:C0——水中被吸附物质原始浓度(mg/L);C——被吸附物质的平衡浓度(mg/L);m活性炭投加量(g/L)。
2、穿透曲线:又称透过曲线。
吸附中流体通过吸附床层,流出物中吸附质浓度随时间变化的曲线。
二、实验步骤
1、画出标准曲线
①配置20mg/L的亚甲蓝溶液。
②用分光光度计得出吸收与波长的关系。
③确定产生最大吸收时的波长(给出最大吸收波长665nm)。
④将配置好的亚甲兰稀释,取0ml、2ml、6ml、10ml、14ml、18ml、22ml的10mg/L⑤亚甲蓝,用比色管定容到25ml,用分光光度计从3所得波长测得吸光度。
⑥画出吸收量与亚甲兰浓度〔克分子/升〕的关系曲线,即标准曲线。
2、吸附等温线间歇式吸附实验步骤
①分别依次称量25mg、50mg、75mg、100mg、125mg、150mg活性炭粉末、活性炭颗粒参加锥形瓶中。
②分别向锥形瓶中参加20mg/L的亚甲基橙溶液2001m1,然后震荡30min,再静
置10min;
③取锥形瓶中的上层清液于100mL容量瓶中定容,分别测其吸光度并记录。
并
比较活性炭粉末与活性炭颗粒的处理效果。
3、颗粒活性炭穿透曲线的实验:
①配置1L的20mg/L的亚甲基蓝溶液,备用。
②固定床的制作:分别向两根酸性滴定管中填充颗粒状活性炭至刻度为35,25处,用去离子水清洗干净后浸泡一段时间。
将滴定管中的水排出,同时调节旋钮控制液体流出的速度,控制在
8~9ml/min后固定。
③向滴定管中连续性不断注入配置好的亚甲基蓝溶液,排出滴定管中的气泡,再调节速度后用烧杯接流出的液体,每隔十分钟取一个样测其吸光度并记录(假设浓度太高,那么稀释一定倍数后再测)。
④待滴定管流出液体的浓度为原浓度的90%时,即固定床被穿透。
三、实验装置设备与材料
分光光度计、分析天平、量筒、烧杯、容量瓶、
酸式滴定管、玻璃棒、研钵、颗粒活性炭、振荡器、
四、实验数据记录与结果
原溶液亚甲基蓝的浓度:20mg/L
1、亚甲基蓝溶液标准曲线的绘制:
数据记录表:
亚甲基蓝标准曲线
2、颗粒与粉末活性炭用间歇法吸附的比照实验:
颗粒C 质 量g
吸光度 浓度mg/L lgC c0-c c0-c/m lgco-c/m 2 1.018 0.269946 -0.56872 19.7300
5
9.86502
7
0.9940983
3 0.78 0.208093 -0.6817
4 19.79191
6.59730
2
0.8193664
4 0.371 0.101798 -0.99226 19.8982 4.97455
0.6967538
5 0.21
6 0.061516 -1.21101 19.9384
8 3.98769
7
0.6007221
6 0.031 0.013436 -1.87172 19.98656
3.33109
4 0.5225869
7 0.011 0.008238 -2.08415 19.99176
2.85596
6 0.455753
10
0.002
0.005899
-2.22919
19.9941
1.99941
0.300901
9 亚甲基蓝标准曲线:
K
兴第
0.050.10.15
0.25
o.i
亚甲基蓝诙度
mg/L
3.&47&X-0.0207R 2sQ.9933
O
刀
-G-42Oao-30H
间歇法颗粒活性炭
3、固定床活性炭高度比较实验
♦系列] 一线性i 系列11
27ml的活性炭固定床
16ml的活性炭固定床
五、总结与反思
1、即使同样活性炭颗粒,不同生产厂商不同批次不同日期等等原因的话,吸附效果也会大不一样。
实验时应用同一包装中的活性炭颗粒,保证其准确性。
2、本实验中得出的穿透曲线穿透区间不明显,而且去除率不高,可能由于亚甲基蓝原溶液浓度过高或者过滤速率过快导致。
以后在工程应用中控制污
染物浓度一般会比较困难,因此控制适当过滤速率显得尤为重要。