米糠对溶液中磷的吸附实验研究.doc

米糠对溶液中磷的吸附实验研究实验者：张磊 王远航 指导老师：胡文云化学与环境工程学院 环境工程1002班文献综述：目前国内外常用的除磷方法主要是沉淀法、混凝法、生物法、吸附法。其中吸附法由于工艺简单操作方便经济处理效果好而倍受研究人员关注，而其中吸附剂的选择又是吸附法的关键。在对目前国内大多数文献进行参考后，发现当前大多数研究人员都是寻找廉价吸附剂或者更是以废料吸附污水中的磷，达到减少吸附费用或者以废治废的目的。但就目前来说，这些研究很少投入到正常的工业实践中，这与我们目前国情有关。针对这些特点，我选用来源广泛价格低廉的米糠作为吸附剂，探索了不同吸附剂投加量和吸附时间对溶液中磷的吸附情况。一、 实验概况1、 实验材料仪器：分光光度计、分析天平、电磁炉、50mL具塞管8支、带塞锥形瓶6支、100mL小烧杯6个、各规格移液管、玻璃棒试剂：1.1硫酸（H2SO4）1+1。1.2抗坏血酸，100g/L溶液：溶解10g抗坏血酸（C6H8O6）于水中，并稀释至100mL。（此溶液贮于棕色的试剂瓶中，在冷处可稳定几周，如不变色可长时间使用。）1.3钼酸盐溶液：溶解13g钼酸铵【（NH4）6Mo7O244H2O】于100mL水中。溶解0.35g酒石酸锑钾（KSbC4H4O71/2H2O）于100mL水中。在不断搅拌下把钼酸铵溶液徐徐加到300mL硫酸中，加酒石酸锑钾溶液并混匀。（此溶液贮于棕色试剂瓶中，在冷处可保存二个月。）1.4磷标准贮备液：称取0.2197g于110oC干燥2h在干燥器中放冷的磷酸二氢钾（KH2PO4），用水溶解后转移到1000mL容量瓶中，定容。1mL此标准液中含有50.0g磷。（此溶液在玻璃瓶中可至少保存六个月。）1.5磷标准使用液：将10.0mL的磷标准溶液转移至250mL容量瓶中，用水稀释至标线并混匀。1.00mL此使用液含有2.0g磷。（使用当天配制。） 1.6含磷水样：称取0.0439g磷酸二氢钾（KH2PO4），用水溶解后转移到1000mL容量瓶中，定容。1L此水样中含有0.01g磷。2、实验方法2.1标准曲线的绘制取8支具塞管分别加入0.00、3.00、5.00、10.0、15.0、20.0、25.0、30.0mL磷酸盐标准溶液，然后分别向各管中加入1mL抗坏血酸溶液混匀，30S后加2mL钼酸盐溶液，稀释至标线。室温放置15分钟后，使用光程为10mm比色皿，在880nm波长下，用水做参比，测定吸光度。（注：因实验温度太低，显色不明显，故用电磁炉先加热一定水至25oC左右，再将具塞管浸入温水中，待15分钟后拿出，冷却后再测吸光度。下同。）2.2米糠用量对吸附量的影响取6支带塞锥形瓶各加入含磷水样30mL，向各锥形瓶中依次加入0.0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5g米糠，盖上塞子后放入振荡床，调节振荡频率适当，振荡时间1小时。振荡结束后，取出，抽滤后取清液5mL于具塞管中，然后分别向各管中加入1mL抗坏血酸溶液混匀，30S后加2mL钼酸盐溶液，稀释至标线。室温放置15分钟后，使用光程为10mm比色皿，在880nm波长下，用水做参比，测定吸光度。2.3吸附时间对实验的影响取6支带塞锥形瓶各加入30mL含磷水样，向各锥形瓶中加入实验2.2确定的最佳用量米糠，盖上塞子后放入振荡床，调节振荡频率适当，振荡时间75分钟。待振荡时间变为60分钟时取出1号锥形瓶，抽滤后取清液5mL于具塞管中，然后分别向各管中加入1mL抗坏血酸溶液混匀，30S后加2mL钼酸盐溶液，稀释至标线。室温放置15分钟后，使用光程为10mm比色皿，在880nm波长下，用水做参比，测定吸光度。待变为45分钟时取出2号锥形瓶，重复上述步骤，依此，直至实验结束。二、 结果与讨论1、 标准曲线实验数据如下：12345678磷含量（mg/L）0.000.120.200.400.600.801.001.20吸光度0.0140.0600.1270.2520.3390.3970.4440.577以磷含量为横坐标，吸光度为纵坐标，作标准曲线，如下图所示由上图可知，实验线性相关性不是很好，可能与天气原因有关，虽然在温水中显色，但对实验结果可能会存在一些影响。2、 吸附剂用量的影响实验数据如下：吸附剂用量/g0.00.51.01.52.02.5吸光度0.4370.3850.2640.1730.0970.103以吸附剂用量为横坐标，吸光度为纵坐标作图，如下图所示将上面吸光度带入标准曲线公式y=0.4736x吸附剂为0时，0.437=0.4736x，x=0.923mg/L；吸附剂为0.5g时，0.385=0.4736x，x=0.813mg/L；吸附效率（0.923-0.813）/0.923=0.1192其他依此计算，填入下表吸附剂用量/g0.00.51.01.52.02.5吸光度/A0.4370.3850.2640.1730.0970.103磷含量（mg/L）0.9230.8130.5570.3650.2050.217吸附效率/%011.9239.6560.4677.7976.49由上图和上述计算可知，在一定范围内，增加吸附剂用量能有效的增加吸附效果，超过这个范围后，吸附效果不再有明显变化，甚至可能发生吸附剂过饱和，部分磷解吸附发生。在不加入吸附剂时磷的含量应该是1.00mg/L，而实验测得是0.923mg/L，可见，实验存在误差。从吸附效率来看，米糠对磷有着良好的吸附效果，在加入2g米糠时，吸附效率达到77.79% 并且在加入米糠时，吸附效果并不能得到提高，由此可见，最佳米糠投加量是2.0g。3、 吸附时间的影响实验数据如下：吸附时间/min1530456075吸光度/A0.1930.1650.1210.0920.075以吸附时间为横坐标，吸光度为纵坐标作图，如下图所示将上面吸光度代入标准曲线公式y=0.4736x得：吸附时间为15分钟时，0.193=0.4736x，x=0.407mg/L，吸附效率（1.00-0.407）/1.00=0.593；吸附时间为30分钟时，0.165=0.4736x，x=0.348mg/L，吸附效率（1.00-0.348）/1.00=0.632；其他依此计算，填入下表吸附时间/min1530456075吸光度/A0.1930.1650.1210.0920.075磷含量（mg/L）0.4070.3480.2550.1940.158吸附效率/%59.363.274.580.684.2由上图和上述计算可知，米糠对磷的吸附效果相当好，在15分钟时就已达到59.3%，随着时间增加，吸附效率增加，但在1小时以后增加效果不再特别明显，从工业的角度看的话，将吸附时间控制在1小时是很好的选择，既能达到吸附效果，又能节约时间。三、 结论米糠作为吸附剂吸附溶液中磷的实验研究表明，米糠能有效吸附溶液中的磷。室温下，含磷水样为0.01g/L时，最佳投加量为2g，即吸附剂最佳用量为0.15mg/g。吸附时间为1小时最适合。我国是农业大国，米糠来源丰富，价格低廉，努力开发农副产品废料最为吸附污染离子是我们的一个发展方向。参考文献：【1】 李彬，宁平，陈玉保，邱琳除磷稀土吸附剂的再生实验研究昆明理工大学学报第30卷第4期2005.8；【2】 俞栋，谢有奎，方振东，杨娟污水除磷技术的现状与发展J重庆工业高等专科学校学报2004年01期；【3】 贾晓燕废水除磷技术的研究进展J重庆环境科学2003年12期；【4】 余先旭，孙石，朱宝平，胡永康磷与湖泊富营养化J云南环境科学;2005年S1期；【5】 邢丽贞固定化藻类去除污水中氮磷及其机理的研究D西安建筑科技大学2005年；【6】 徐丰果废水化学除磷的试验、理论与应用研究D广东工业大学2003年；【7】 凌定勋活性水淬渣强化废水除磷性能及应用研究D广东工业大学2004年；【8】 刘云根新型除磷剂在水体中除磷的应用性研究D昆明理工大学2005年；【9】 冯宁川，郭学益，梁莎，田庆华橘子皮化学改性及其对Cu()离子的吸附性能A2008年全国湿法冶金学术会议论文集C2008年；【10】 宋光敏磷化废水中磷的去除方法研究D广东工业大学2006年；【11】 余先旭新型水体除磷剂的应用基础研究D昆