实验五-活性炭吸附试验

水污染控制工程实验水污染控制工程实验 实验报告实验报告 姓姓 名 名 专业年级 专业年级 试验日期试验日期 环境科学与工程学院环境科学与工程学院 中国海洋大学中国海洋大学 实验五实验五 活性碳吸附实验活性碳吸附实验 一 实验目的一 实验目的 1 加深理解吸附的基本原理 2 通过实验取得必要的数据 计算吸附容量 qe 并绘制吸附等温线 3 利用绘制的吸附等温线确定费氏吸附参数 K 1 n 二 实验原理二 实验原理 活性炭吸附是物理吸附和化学吸附综合作用的结果 吸附过程一般是可逆 的 一方面吸附质被吸附剂吸附 另一方面 一部分已被吸附的吸附质 由于 分子热运动的结果 能够脱离吸附剂表面又回到液相中去 前者为吸附过程 后者为解吸过程 当吸附速度和解吸速度相等时 即单位时间内活性炭吸附的 数量等于解吸的数量时 则吸附质在溶液中的浓度和在活性炭表面的浓度均不 再变化而达到了平衡 此时的动态平衡称为吸附平衡 此时吸附质在溶液中的 浓度称为平衡浓度 Ce 活性炭的吸附能力以吸附量 qe mg g 表示 所谓吸附 量是指单位重量的吸附剂所吸附的吸附质的重量 本实验采用粉状活性炭吸附 水中的有机染料 达到吸附平衡后 用分光光度法测得吸附前后有机染料的初 始浓度 C0及平衡浓度 Ce 以此计算活性炭的吸附量 qe qe m V m xe0CC 式中 C0 水中有机物初始浓度 mg L Ce 水中有机物平衡浓度 mg L m 活性炭投加量 g V 废水量 L qe 活性炭吸附量 mg 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 二者之间的关系曲线为吸附等温线 以 lgCe 为横坐标 lgqe 为纵坐标 绘 制吸附等温线 求得直线斜率 1 n 截距 lgK qe KCe1 n 参数 K 主要与吸附剂对吸附质的吸附容量有关 而是吸附力的函数 三 实验装置及化学药品三 实验装置及化学药品 1 可调速搅拌器 2 烧杯 1000 ml 3 721 型分光光度计 4 pH 计或精密 pH 试纸 温度计 5 大小烧杯 漏斗 6 粉状活性炭 7 100mg L 活性 艳蓝 KN R 染料废水 8 0 45 微米的滤膜 四 实验步骤及实验内容四 实验步骤及实验内容 1 明确废水的最大吸收波长 吸取 100mg L 的有机染料液于 10ml 比色管中 配制 0 00 5 00 10 00 15 00 20 00 25 00 30 00mg L 的标准系列 以水为 参比 测其吸光度 绘制标准曲线 2 依次称活性炭 50 100 150 200 250 300mg 于 6 个 1000ml 烧杯中 加 入配制的染料水 600mL 置于搅拌机上 以 200r min 转速搅拌 15min 3 取下烧杯 静置 15min 4 用小烧杯接取上述滤液 初滤液弃去不用 接取约 20mL 二次滤液 测定吸 光度并根据标准曲线计算吸光度 五 实验数据记录及分析五 实验数据记录及分析 1 列表记录实验数据 最大吸收波长 516nm 0 5g 燃料加入 25L 水中 C0 0 02g L 20mg L V 600mL qe m V m xe0CC 表表 1 1 吸光度标准曲线吸光度标准曲线 浓度 mg L 051015202530 吸光度 0 0110 1040 2000 2940 3840 4980 575 图 1 吸光度标准曲线 表二经活性炭吸附后溶液对应的吸光度表二经活性炭吸附后溶液对应的吸光度 加入活性 炭量 mg 40080016003200640012800 吸光度 0 3540 3450 3200 2620 2310 218 水中有机 物平衡浓 度 Ce mg L 18 1217 6516 3313 2811 6510 96 qe mg g 2 821 761 381 260 780 42 lgCe1 261 251 211 121 071 04 lgqe0 450 240 140 10 0 11 0 38 2 绘制吸附等温线 图 2 吸附等温线 3 确定费氏吸附参数 K 和 并讨论所用活性炭的吸附性能 斜率 3 3662 截距 lgK 3 8933 故吸附参数 K 1 26 10 4由于吸附现 n 1 象发生在吸附剂表面上 所以吸附剂的比表面积是影响吸附的重要因素之一 比表面积越大 吸附性能越好 因为吸附过程可看成三个阶段 内扩散对吸附 速度影响较大 所以活性炭的微孔分布是影响吸附的另一重要因素 此外活性 炭的表面化学性质 极性及所带电荷 也影响吸附的效果 六 实验收获与小结六 实验收获与小结 1 最后两组实验因为活性炭的用量比较大 为了避免活性炭溶于水中对后 续测定吸光度的影响 在添加活性炭时应该选择颗粒较大的 2 为了避免过滤影响染料含量 加入 400 6400mg 的活性炭均为过滤 最 后一组由于活性炭分布太散乱 所以过滤后才取液 3 高比表面积活性炭 High Specific Surface Area Activated Carbon 是一种 多孔性 极具潜力的含碳吸附材料 这种材料具有高度发达的内部孔隙结构和 巨大的比表面积 因此具有很强的吸附性 它既是优良的吸附剂 也可广泛应 用于工业生产 农业 催化剂载体 环境保护 水质净