金属离子在活性炭上的吸附与脱附机理研究

发布时间：2016-11-18 01:39

  本文关键词：金属离子在活性炭上的吸附与脱附机理研究，由笔耕文化传播整理发布。

《华南理工大学》 2012年

金属离子在活性炭上的吸附与脱附机理研究

何钜华  

【摘要】：工业废水治理是环保的重要方面，含金属废水对人体与环境的危害引起人们广泛关注，，其处理方法主要有化学沉淀法、离子交换、吸附、膜分离、絮凝沉降、浮选法和电化学方法，其中吸附法是公认的低浓度含金属废水处理方法，活性炭是良好吸附剂，具有发达孔径结构、高比表面积、强吸附力和稳定物化性质。双电层电容器是新型储能装置，活性炭具有高比表面积，是良好的电容器电极材料。活性炭上Fe、K、Mn、Al和S等元素的含量均影响电极性能，尤其是金属元素（如Fe）含量是活性炭作为电容器电极材料的性能指标之一，脱除活性炭上金属离子可提高活性炭电极性能。本文主要研究金属离子在活性炭上的吸附动力学与活性炭上金属离子的脱附。 首先，本文研究了活性炭对水中Fe~(3+)、Cu~(2+)和Pb~(2+)离子的吸附动力学。以粉状活性炭为吸附剂，采用静态法和动态法，考察活性炭对水中Fe~(3+)、Cu~(2+)和Pb~(2+)单离子的等温平衡吸附和活性炭对Fe~(3+)单离子、Fe~(3+)、Cu~(2+)和Pb~(2+)混合离子的搅拌槽吸附动力学。结果表明， Langmuir模型更好地描述Fe~(3+)和Pb~(2+)在活性炭上的吸附行为，Freundlich模型更好地描述Cu~(2+)在活性炭上的吸附行为。三种金属离子在活性炭的吸附能力大小依次为Fe~(3+) Pb~(2+) Cu~(2+)。 同时，本文对金属离子在活性炭上的脱附机理进行研究。采用酸洗法脱除活性炭上的灰分及金属离子，通过探讨酸洗次数、酸种类、酸浓度、酸洗操作温度和酸洗时间对灰分及金属离子脱除效果的影响，确定超低灰分电容器专用活性炭的制备工艺。结果表明，盐酸酸洗能有效降低活性炭灰分及Fe和K含量；水洗能除去盐酸酸洗带给活性炭的Cl-，并明显降低活性炭中灰分及K含量，但对Fe的脱除效果不明显；酸洗水洗对S的脱除效果不明显。3次盐酸酸洗，酸浓度30wt%，操作时间60min，操作温度90℃，能把活性炭灰分含量从0.91%降至0.38%，Fe含量从126.6ppm降至11.0ppm，Cl-含量从385.2ppm降至291.4ppm，3酸洗前后活性炭S含量分别为130ppm与120ppm，脱除效果不明显。

【关键词】：
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：O647.32
【目录】：

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