活性炭吸附去除三聚磷酸根離子
活性炭吸附去除三聚磷酸根離子，用活性炭處理的實(shí)用性怎么樣。
活性炭的吸附是減輕三聚磷酸根離子過(guò)量的一種很實(shí)用的方法。三聚磷酸根離子是一種磷酸根形式之一，主要來(lái)自洗滌劑廢水。洗滌劑廢水中的磷酸根離子在水生環(huán)境中積累，可能導(dǎo)致富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象。富營(yíng)養(yǎng)化的可怕影響導(dǎo)致大量的水生植物和大量藻類生長(zhǎng)，從而導(dǎo)致氧氣消耗，酸化和惡臭的問(wèn)題。使用活性炭的吸附方法是由于具有大量的孔隙率和高的比表面積，在后續(xù)的實(shí)際應(yīng)用中也能很好的吸附去除去除三聚磷酸根離子。
活性炭對(duì)三聚磷酸鹽離子吸附的測(cè)試方法
通過(guò)將三聚磷酸鈉溶解在蒸餾水中制得三聚磷酸的儲(chǔ)備溶液。通過(guò)在錐形瓶中加入具有不同濃度的三聚磷酸鹽溶液進(jìn)行批量吸附系統(tǒng)中的實(shí)驗(yàn)。用HCl和NaOH溶液調(diào)節(jié)pH。隨后，將活性炭添加到溶液中，然后以150 rpm的速度攪拌6小時(shí)。研究了許多參數(shù)，例如三聚磷酸鹽的初始濃度，吸附劑量和pH。吸附實(shí)驗(yàn)后，將活性炭與上清液分離。使用過(guò)硫酸銨破壞上清液。之后，使用UV-可見(jiàn)分光光度計(jì)，在880nm的波長(zhǎng)下，測(cè)量三聚磷酸根離子的濃度。
對(duì)吸附三聚磷酸鹽離子的活性炭表面形態(tài)進(jìn)行分析。活性炭的掃描電子顯微鏡(SEM)照片如圖1所示。我們對(duì)活性炭的表面形態(tài)被放大了1000倍和2500倍。結(jié)果證明活性炭中的碳含量為42.52%。此外，活性炭中的雜質(zhì)(例如鈉，氯化物和鋁)是經(jīng)過(guò)特殊活化后遺留在活性炭?jī)?nèi)的。預(yù)處理過(guò)程中使用的氫氧化鈉可能是鈉成分的來(lái)源。同時(shí)，氯化物和鋁可能是在凝結(jié)-絮凝過(guò)程中從活性炭中添加的。
圖1：活性炭的SEM圖像，放大率(a)為1000x，(b)為2500x。
其他條件對(duì)活性炭吸附效果的影響
三聚磷酸鹽的初始濃度的顯著增加導(dǎo)致活性炭對(duì)三聚磷酸鹽的去除效率下降，否則，吸附容量增加。去除百分率從68.78%降至41.82%。去除百分率的降低可能與三聚磷酸根離子數(shù)量的增加(與活性炭上活性部位的利用率相比)有關(guān)。隨著磷酸根離子初始濃度的增加，去除率會(huì)降低。反之，吸附能力的提高是由于活性炭顆粒活性位的填充，其中磷酸根離子濃度的增加導(dǎo)致吸附劑顆粒的解吸過(guò)程逐漸發(fā)生。在條件pH 7，三聚磷酸鹽濃度為3 mg/L，時(shí)間為6小時(shí)，活性炭量為0.01的情況下研究了活性炭量的影響。發(fā)現(xiàn)活性炭用量越大，去除率越高，另一方面，吸附水平降低。較高的劑量可以增加可用的活性位點(diǎn)，從而通過(guò)增加活性炭的重量來(lái)減少更多的三聚磷酸根離子。但是，過(guò)量的活性炭用量會(huì)導(dǎo)致吸附能力下降，這是由于吸附劑活性部位上的重疊或聚集導(dǎo)致每單位重量活性炭的有效表面積降低。
活性炭吸附去除三聚磷酸根離子，當(dāng)溶液的pH值超過(guò)5時(shí)，隨著pH值的升高，三聚磷酸根離子的去除率顯著降低。隨著pH值的升高，活性炭吸附去除三聚磷酸根離子的去除率降低。通過(guò)三聚磷酸根離子和羥基離子之間的競(jìng)爭(zhēng)，在活性炭的活性部位上進(jìn)行吸附。相反，在低pH下，傳導(dǎo)的溶液中更多的氫離子導(dǎo)致活性位上帶正電荷是可行的。因此，三聚磷酸根離子能夠吸附在活性炭上。
使用活性炭對(duì)三聚磷酸根離子的吸附?；钚蕴繉?duì)三聚磷酸根離子的最大去除率為68.45%，官能團(tuán)支持的吸附容量較高，表面積也很大。因此，活性炭是可從水溶液中去除三聚磷酸根離子。由于是廢棄生物質(zhì)加工制成的，所以還經(jīng)濟(jì)環(huán)保。
本文作者：董帝豪
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