活性炭对水中苯酚的吸附

活性炭对水中苯酚的吸附 梁 晓 王凤娇 唐 婧

活性炭对水中苯酚的吸附

梁 晓 王凤娇 唐 婧

(内蒙古鄂尔多斯市环境保护中心监测站, 东胜 017000)

摘要:

本文探讨和研究了活性碳吸附水中苯酚的试验方法以及活性碳对水中苯酚的吸附效率。在比较了

不同条件下活性炭对苯酚的吸附效果的情况下, 确定了处理水中苯酚的活性炭用量、水的p H 值、温度、粒径大小对吸附结果的影响。研究结果表明, 粒径

关键词:

苯酚; 活性炭; 光度法; 吸附

中图分类号:X 703 1文献标识码:A 文章编号:1007-0370(2009) 06-0141-03

THE ADS ORPT I ON OF PHENOL I N

W ATER W I TH ACTI VATE CARBON

LI A NG X iao WANG Feng jiao TANG ji n g

(Erdous cit y Environm en t a lM onitoring Station of InnerM ongoli a , Dong Sheng 017000)

m enta lm ethods and adsorption e ffi c iency of pheno l in w ater w ith acti vate ca rbon are studied and d iscussed . The Abstr ac:t T he experi adsorpti on effec tiveness of pheno l w it h acti va te carbon under different conditions a re co m pa red , the vo l u m e of activate carbon , p H value , te m pera t ure and i m pacts o f parti c le size on adsorp tion e ffectiveness are i dentifi ed .

Key wor ds :pheno ; l ac ti vate carbon ; l um i nosity ; adso rpti on 酚类属于高毒物质, 是水中的主要污染物之一。酚类的测定是环保、卫生部门水质监测的重要项目之一

[1]

附条件下对吸附效率的影响。

。目前用于治理苯酚的技术有吸附技术、生物降

[2]

1 试验过程

1. 1 主要仪器、试剂

722型分光光度计、酸度计、振荡器、抽滤装置、苯酚。储备液:称取1. 00g 无色苯酚溶于水中, 移入1000mL 的溶量瓶中, 稀释到刻线。再用硫代硫酸钠标定其标准浓度, 在冰箱内保存, 使用时稀释到所需浓度。

活性炭:过筛子取35目, 60目, 100目的取不同粒

解、光催化降解、fenton 等。在各种去除方式的对比

研究中, 活性炭吸附技术在去除水体中的有机污染物方面已经得到了广泛的认可, 这种方法使用方便, 经济实惠, 能获得较高的吸附率, 同时能去除嗅味, 提高饮用水水质

[3]

。活性炭尤其适合低浓度有机污染物的处

理, 这是由于活性炭具有发达的空隙结构和巨大的比表面积。本文重点研究活性炭的吸附量曲线及不同吸

收稿日期:2009-06-17

作者简介:梁晓(1960-), 女, 高级工程师, 毕业于内蒙古大学资源与环境监测专业

内蒙古环境科学 第21卷 第6期 2009年12月径的活性炭。

铁氰化钾溶液(8%):称取铁氰化钾4g 溶于水, 稀释到50mL , 放置冰箱内保存。

4-氨基安替比林溶液(2%):称取4-氨基安替比林2g 溶于水, 稀释到50m L , 放置冰箱内保存, 可使用一周, 缓冲溶液(p H =10):取氯化铵10g 溶于50mL 的氨水中, 放置冰箱内保存, 使用时间会比上面两个长些。

无酚水的制备:于1000mL 水中加入0. 2g 的活性炭常温活化, 充分振荡, 放置24h 后用抽滤装置抽滤后, 滤液即为无酚水使用1. 2 试验方法

1. 2. 1 标准曲线的绘制 在9支50mL 的比色管中分别加入0. 00、1. 00、3. 00、5. 00、7. 00、10. 00、12. 00、15. 00、18. 00mL 的浓度为10 g /mL的苯酚标准液, 用水稀释后, 加0. 5mL 的缓冲液, 此时, 再加1. 0m L 的4-氨基安替比林溶液(2%), 再加1. 0m L 铁氰化钾溶液(8%), 稀释到刻度充分混匀, 放置10m i n 立即在波长510nm 处, 以蒸馏水为参比, 用2c m 的比色皿测吸光度, 记录数据, 经空白校正后绘制吸光度-苯酚含量的标准曲线

[3]

[3]

1548x+0. 0008, R2=0. 9998. (见苯酚标曲图) 1. 2. 2 吸附等温线的测定

1. 2. 2. 1 水样采用自配苯酚溶液, 浓度为100m g /L 在9个500mL 的碘量瓶中分别放入0、30、60、90、150、180、210、260、300mg 的吸附剂(活性炭100目) 分别加入200mL 的试验水样, 室温下在振荡器上振荡30m i n (已近平衡), 用真空抽滤装置, 滤出吸附剂。

1. 2. 2. 2 用分光光度计测定原水及滤出液中酚的浓度 取原液1. 00m l 于50m L 的比色管中, 加水到35mL 左右, 加缓冲溶液0. 5mL , 在加4-氨基安替比林溶液(2%) 1m L , 铁氰化钾溶液(8%) 1mL , 定容显色10m i n , 于波长510nm 处实验空白为参比, 用1c m 比色皿测吸光度, 记录数据, 计算原水及滤液中酚的浓度。1. 2. 2. 3 以l g c 为横坐标, 以l g x /m为纵坐标, 绘制吸附等温线, 并以弗兰德利希方程的形式求出其吸附方程

[4]

。

。

c 弗兰德利希吸附方程:x /m=kc x 被吸附的苯酚千克数m 被吸附活性炭的千克数k , n 常数x

n

。由做出的标准曲线得回归方程:y =0.

表1 弗兰德利希吸附等温线

m 活性炭/gA 平衡时

0. 0000. 33

0. 0310. 213

0. 0620. 202

0. 0940. 19

0. 1510. 142

0. 1840. 118

0. 2170. 103

0. 2670. 075

0. 3080. 057

c 苯酚/mol/l 1. 29 10-38. 3 10-47. 9

-4-4

10-47. 4 105. 5 104. 6 10-44. 0 10-42. 9 10-42. 2 10-4x /m---0. 2790. 1570. 1140. 0930. 084lg(x /m) ----0. 55-0. 8-0. 97-1. 03-1. 06

lgc

-2. 89

-3. 08

-3. 1

-3. 13

-3. 26

-3. 34

注:根据x /m=kc n , 得l g (x /m) =lgk+

lgn

0. 077

-1. 09-3. 4

0. 070

-1. 15-3. 54

0. 065

-1. 19-3. 66

活性炭对水中苯酚的吸附 梁 晓 王凤娇 唐 婧

再由弗兰德吸附等温线(如图) 可以得到:l g k=1. 45n=0. 75

最后得弗兰德吸附方程:x /m=28. 2 c0. 75

序号

表3 酸碱度对吸附效率的影响

10. 2

3. 2865. 1

20. 25. 0894. 2

30. 26. 0298. 2

40. 27. 8993. 1

50. 2

10. 8561. 6

m 活性炭/g

p H 吸附效率/%

2 结果与讨论

2. 1 活性炭粒径对吸附效率的影响

分别称取粒径为>450 m, 450~300 m,

结果表明:三种不同粒径的吸附效率(按粒径由大到小):73. 1%、90%、98. 2%。粒径越小的吸附越率大, 由于其得比表面积大。由此可见在实验中我们要选择粒径

表2 活性炭粒径对吸附效率的影响序号m 活性炭/g粒径/ m 吸附效率/%

10. 2>45073. 1

20. 2450-30090. 0

30. 2

[1]

[5]

结果表明:当p H 为6. 02时的吸附率最大而且达到(98. 2%) 为5. 80和7. 89时较p H =6. 02时小些, 当p H 为10. 85和3. 82时的吸附率更小为63%左右, 显著下降, 主要是由于活性炭对中性或较酸性的酚更易吸附。

2. 4 温度对吸附效率的影响

取20mg /L的苯酚标准溶液50m l 3份, 分别在21! C (室温), 30! C , 91. 1! C (沸水浴) 不同温度下振荡, 待温度平衡后加入0. 2g 活性炭放入碘量瓶中, 按试验方法吸附, 抽滤, 测定滤液中苯酚的含量别为:见表4

表4 温度对吸附效率的影响

序号m 活性炭/g

温度/! C 吸附率/%

10. 221. 097. 9

20. 230. 098. 0

30. 291. 198. 2

[1]

, 求出不同粒径的活性炭吸附效率,

。

, 吸附效率分

2. 2 活性炭处理前后对吸附效率的影响

称取适量的活性炭, 用盐酸(1+1) 和硝酸(1+3) 浸泡24h, 用水冲洗, 120! C 烘干。烘干后取处理前后的活性炭各0. 2g , 将10m g /L的苯酚标准溶液50mL 和活性炭放入碘量瓶中, 按实验方法振荡、吸附、抽滤、测定滤液中苯酚的含量

[3]

结果表明:三种温度对活性炭的吸附无明显影响。

参考文献

[1]

严进, 活性炭富集光度法测定水中衡量苯酚∀J #. 理

化检验-化学分册, 2006, (10):42, 813-817.

[2]

王岭, 李书荣, 张文辉等, 测定活性炭吸附苯酚的试

, 求出处理与未处理的活性炭

验方法∀J #. 林产化工通讯, 2002, (3):36, 19-21.

[3]

懂德明, 朱利中, 环境化学实验高等教育出版社(第

吸附效率, 结果表明:处理后得活性炭吸附效率:98. 3%, 处理前的活性炭吸附效率:98. 1%, 由以上数据表明可见两者几乎无差别, 所以可以直接使用此活性炭(经活化的活性炭) 。2. 3 酸碱度对吸附效率的影响

取5组10m g /L的苯酚标准溶液50m L 和0. 2g 活性炭放入碘量瓶中, 调到不同的p H 值后, 按实验方法振荡、吸附、抽滤、测定滤液中苯酚的含量了p H 为3. 82, 5. 08, 6. 02, 7. 89, 10. 85) 。

[1]

一版) ∀M #. 2002, 65-68.

[4]

蒋展鹏, 环境工程学, 高等教育出版社(第2版)

∀M #. 2005:145-152

[5]

赵振业, 肖贤明, 粉末活性炭吸附性能研究. 水处理

技术∀J #. 2005; (8) 31:18-20.

, (分别取

活性炭对水中苯酚的吸附 梁 晓 王凤娇 唐 婧

活性炭对水中苯酚的吸附

梁 晓 王凤娇 唐 婧

(内蒙古鄂尔多斯市环境保护中心监测站, 东胜 017000)

摘要:

本文探讨和研究了活性碳吸附水中苯酚的试验方法以及活性碳对水中苯酚的吸附效率。在比较了

不同条件下活性炭对苯酚的吸附效果的情况下, 确定了处理水中苯酚的活性炭用量、水的p H 值、温度、粒径大小对吸附结果的影响。研究结果表明, 粒径

关键词:

苯酚; 活性炭; 光度法; 吸附

中图分类号:X 703 1文献标识码:A 文章编号:1007-0370(2009) 06-0141-03

THE ADS ORPT I ON OF PHENOL I N

W ATER W I TH ACTI VATE CARBON

LI A NG X iao WANG Feng jiao TANG ji n g

(Erdous cit y Environm en t a lM onitoring Station of InnerM ongoli a , Dong Sheng 017000)

m enta lm ethods and adsorption e ffi c iency of pheno l in w ater w ith acti vate ca rbon are studied and d iscussed . The Abstr ac:t T he experi adsorpti on effec tiveness of pheno l w it h acti va te carbon under different conditions a re co m pa red , the vo l u m e of activate carbon , p H value , te m pera t ure and i m pacts o f parti c le size on adsorp tion e ffectiveness are i dentifi ed .

Key wor ds :pheno ; l ac ti vate carbon ; l um i nosity ; adso rpti on 酚类属于高毒物质, 是水中的主要污染物之一。酚类的测定是环保、卫生部门水质监测的重要项目之一

[1]

附条件下对吸附效率的影响。

。目前用于治理苯酚的技术有吸附技术、生物降

[2]

1 试验过程

1. 1 主要仪器、试剂

722型分光光度计、酸度计、振荡器、抽滤装置、苯酚。储备液:称取1. 00g 无色苯酚溶于水中, 移入1000mL 的溶量瓶中, 稀释到刻线。再用硫代硫酸钠标定其标准浓度, 在冰箱内保存, 使用时稀释到所需浓度。

活性炭:过筛子取35目, 60目, 100目的取不同粒

解、光催化降解、fenton 等。在各种去除方式的对比

研究中, 活性炭吸附技术在去除水体中的有机污染物方面已经得到了广泛的认可, 这种方法使用方便, 经济实惠, 能获得较高的吸附率, 同时能去除嗅味, 提高饮用水水质

[3]

。活性炭尤其适合低浓度有机污染物的处

理, 这是由于活性炭具有发达的空隙结构和巨大的比表面积。本文重点研究活性炭的吸附量曲线及不同吸

收稿日期:2009-06-17

作者简介:梁晓(1960-), 女, 高级工程师, 毕业于内蒙古大学资源与环境监测专业

内蒙古环境科学 第21卷 第6期 2009年12月径的活性炭。

铁氰化钾溶液(8%):称取铁氰化钾4g 溶于水, 稀释到50mL , 放置冰箱内保存。

4-氨基安替比林溶液(2%):称取4-氨基安替比林2g 溶于水, 稀释到50m L , 放置冰箱内保存, 可使用一周, 缓冲溶液(p H =10):取氯化铵10g 溶于50mL 的氨水中, 放置冰箱内保存, 使用时间会比上面两个长些。

无酚水的制备:于1000mL 水中加入0. 2g 的活性炭常温活化, 充分振荡, 放置24h 后用抽滤装置抽滤后, 滤液即为无酚水使用1. 2 试验方法

1. 2. 1 标准曲线的绘制 在9支50mL 的比色管中分别加入0. 00、1. 00、3. 00、5. 00、7. 00、10. 00、12. 00、15. 00、18. 00mL 的浓度为10 g /mL的苯酚标准液, 用水稀释后, 加0. 5mL 的缓冲液, 此时, 再加1. 0m L 的4-氨基安替比林溶液(2%), 再加1. 0m L 铁氰化钾溶液(8%), 稀释到刻度充分混匀, 放置10m i n 立即在波长510nm 处, 以蒸馏水为参比, 用2c m 的比色皿测吸光度, 记录数据, 经空白校正后绘制吸光度-苯酚含量的标准曲线

[3]

[3]

1548x+0. 0008, R2=0. 9998. (见苯酚标曲图) 1. 2. 2 吸附等温线的测定

1. 2. 2. 1 水样采用自配苯酚溶液, 浓度为100m g /L 在9个500mL 的碘量瓶中分别放入0、30、60、90、150、180、210、260、300mg 的吸附剂(活性炭100目) 分别加入200mL 的试验水样, 室温下在振荡器上振荡30m i n (已近平衡), 用真空抽滤装置, 滤出吸附剂。

1. 2. 2. 2 用分光光度计测定原水及滤出液中酚的浓度 取原液1. 00m l 于50m L 的比色管中, 加水到35mL 左右, 加缓冲溶液0. 5mL , 在加4-氨基安替比林溶液(2%) 1m L , 铁氰化钾溶液(8%) 1mL , 定容显色10m i n , 于波长510nm 处实验空白为参比, 用1c m 比色皿测吸光度, 记录数据, 计算原水及滤液中酚的浓度。1. 2. 2. 3 以l g c 为横坐标, 以l g x /m为纵坐标, 绘制吸附等温线, 并以弗兰德利希方程的形式求出其吸附方程

[4]

。

。

c 弗兰德利希吸附方程:x /m=kc x 被吸附的苯酚千克数m 被吸附活性炭的千克数k , n 常数x

n

。由做出的标准曲线得回归方程:y =0.

表1 弗兰德利希吸附等温线

m 活性炭/gA 平衡时

0. 0000. 33

0. 0310. 213

0. 0620. 202

0. 0940. 19

0. 1510. 142

0. 1840. 118

0. 2170. 103

0. 2670. 075

0. 3080. 057

c 苯酚/mol/l 1. 29 10-38. 3 10-47. 9

-4-4

10-47. 4 105. 5 104. 6 10-44. 0 10-42. 9 10-42. 2 10-4x /m---0. 2790. 1570. 1140. 0930. 084lg(x /m) ----0. 55-0. 8-0. 97-1. 03-1. 06

lgc

-2. 89

-3. 08

-3. 1

-3. 13

-3. 26

-3. 34

注:根据x /m=kc n , 得l g (x /m) =lgk+

lgn

0. 077

-1. 09-3. 4

0. 070

-1. 15-3. 54

0. 065

-1. 19-3. 66

活性炭对水中苯酚的吸附 梁 晓 王凤娇 唐 婧

再由弗兰德吸附等温线(如图) 可以得到:l g k=1. 45n=0. 75

最后得弗兰德吸附方程:x /m=28. 2 c0. 75

序号

表3 酸碱度对吸附效率的影响

10. 2

3. 2865. 1

20. 25. 0894. 2

30. 26. 0298. 2

40. 27. 8993. 1

50. 2

10. 8561. 6

m 活性炭/g

p H 吸附效率/%

2 结果与讨论

2. 1 活性炭粒径对吸附效率的影响

分别称取粒径为>450 m, 450~300 m,

结果表明:三种不同粒径的吸附效率(按粒径由大到小):73. 1%、90%、98. 2%。粒径越小的吸附越率大, 由于其得比表面积大。由此可见在实验中我们要选择粒径

表2 活性炭粒径对吸附效率的影响序号m 活性炭/g粒径/ m 吸附效率/%

10. 2>45073. 1

20. 2450-30090. 0

30. 2

[1]

[5]

结果表明:当p H 为6. 02时的吸附率最大而且达到(98. 2%) 为5. 80和7. 89时较p H =6. 02时小些, 当p H 为10. 85和3. 82时的吸附率更小为63%左右, 显著下降, 主要是由于活性炭对中性或较酸性的酚更易吸附。

2. 4 温度对吸附效率的影响

取20mg /L的苯酚标准溶液50m l 3份, 分别在21! C (室温), 30! C , 91. 1! C (沸水浴) 不同温度下振荡, 待温度平衡后加入0. 2g 活性炭放入碘量瓶中, 按试验方法吸附, 抽滤, 测定滤液中苯酚的含量别为:见表4

表4 温度对吸附效率的影响

序号m 活性炭/g

温度/! C 吸附率/%

10. 221. 097. 9

20. 230. 098. 0

30. 291. 198. 2

[1]

, 求出不同粒径的活性炭吸附效率,

。

, 吸附效率分

2. 2 活性炭处理前后对吸附效率的影响

称取适量的活性炭, 用盐酸(1+1) 和硝酸(1+3) 浸泡24h, 用水冲洗, 120! C 烘干。烘干后取处理前后的活性炭各0. 2g , 将10m g /L的苯酚标准溶液50mL 和活性炭放入碘量瓶中, 按实验方法振荡、吸附、抽滤、测定滤液中苯酚的含量

[3]

结果表明:三种温度对活性炭的吸附无明显影响。

参考文献

[1]

严进, 活性炭富集光度法测定水中衡量苯酚∀J #. 理

化检验-化学分册, 2006, (10):42, 813-817.

[2]

王岭, 李书荣, 张文辉等, 测定活性炭吸附苯酚的试

, 求出处理与未处理的活性炭

验方法∀J #. 林产化工通讯, 2002, (3):36, 19-21.

[3]

懂德明, 朱利中, 环境化学实验高等教育出版社(第

吸附效率, 结果表明:处理后得活性炭吸附效率:98. 3%, 处理前的活性炭吸附效率:98. 1%, 由以上数据表明可见两者几乎无差别, 所以可以直接使用此活性炭(经活化的活性炭) 。2. 3 酸碱度对吸附效率的影响

取5组10m g /L的苯酚标准溶液50m L 和0. 2g 活性炭放入碘量瓶中, 调到不同的p H 值后, 按实验方法振荡、吸附、抽滤、测定滤液中苯酚的含量了p H 为3. 82, 5. 08, 6. 02, 7. 89, 10. 85) 。

[1]

一版) ∀M #. 2002, 65-68.

[4]

蒋展鹏, 环境工程学, 高等教育出版社(第2版)

∀M #. 2005:145-152

[5]

赵振业, 肖贤明, 粉末活性炭吸附性能研究. 水处理

技术∀J #. 2005; (8) 31:18-20.

, (分别取