實(shí)驗(yàn)二吸附實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)二 活性炭吸附實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步了解活性碳的吸附工藝及性能。(2)掌握用間歇法確定活性炭活性炭處理污水的設(shè)計(jì)參數(shù)的方法。二、 實(shí)驗(yàn)原理活性炭處理工藝是運(yùn)用吸附的方法來去除異味、某些離子以及難以進(jìn)行生物降解的有機(jī)污染物。在吸附過程中，活性炭比表面積起著主要作用。同時(shí)，被吸附物質(zhì)在溶劑中的溶解度也直接影響吸附的速度。此外，pH 的高低、溫度的變化和被吸附物質(zhì)的分散程度也對(duì)吸附速度有一定影響?；钚蕴繉?duì)水中所含雜質(zhì)的吸附既有物理吸附現(xiàn)象，也有化學(xué)吸著作用。有一些被吸附物質(zhì)先在活性炭表面上積聚濃縮，繼而進(jìn)入固體晶格原子或分子之間被吸附，還有一些特殊物質(zhì)則與活性炭分子結(jié)合而被吸著。當(dāng)

2、活性炭對(duì)水中所含雜質(zhì)吸附時(shí)，水中的溶解性雜質(zhì)在活性炭表面積聚而被吸附，同時(shí)也有一些被吸附物質(zhì)由于分子的運(yùn)動(dòng)而離開活性炭表面，重新進(jìn)入水中即同時(shí)發(fā)生解吸現(xiàn)象。當(dāng)吸附和解吸處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)時(shí)，稱為吸附平衡。這時(shí)活性炭和水(即固相和液相)之間的溶質(zhì)濃度，具有一定的分布比值。如果在一定壓力和溫度條件下，用m 克活性炭吸附溶液中的溶質(zhì)，被吸附的溶質(zhì)為x 毫克，則單位重量的活性炭吸附溶質(zhì)的數(shù)量qe ，即吸附容量可按下式計(jì)算 (1)式中：qe 吸附容量（mg/g） C 吸附平衡濃度（mg/L） C0 吸附質(zhì)初始濃度（mg/L） V 水樣體積（ml）qe的大小除了決定于活性炭的品種之外，還與被吸附物質(zhì)的性質(zhì)、

3、濃度、水的溫度及pH 值有關(guān)。一般說來，當(dāng)被吸附的物質(zhì)能夠與活性炭發(fā)生結(jié)合反應(yīng)、被吸附物質(zhì)又不容易溶解于水而受到水的排斥作用，且活性炭對(duì)被吸附物質(zhì)的親和作用力強(qiáng)、被吸附物質(zhì)的濃度又較大時(shí)，qe 值就比較大。描述吸附容量qe 與吸附平衡時(shí)溶液濃度C 的關(guān)系有Langmuir、BET 和Fruendlieh 吸附等溫式。在水和污水處理中通常用Fruendlich 表達(dá)式來比較不同溫度和不同溶液濃度時(shí)的活性炭的吸附容量，即 (2)式中：qe 吸附容量(mg/g)；C吸附平衡時(shí)的溶液濃度(mg/L)；K，n與溶液的溫度、pH值以及吸附劑和被吸附劑物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)。K，n的求法： (2)式為一個(gè)經(jīng)驗(yàn)

4、公式，通常用圖解方法求出K，n 的值為了方便易解，多將式(2)取對(duì)數(shù)變形，即： (3)當(dāng)qe、C相應(yīng)值點(diǎn)繪在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上，所得直線斜率為1/n，截距為K。三 、實(shí)驗(yàn)裝置與設(shè)備(一)實(shí)驗(yàn)裝置因時(shí)間關(guān)系，本實(shí)驗(yàn)采用間歇性吸附實(shí)驗(yàn)操作方法，采用三角燒杯內(nèi)裝入活性炭和水樣進(jìn)行振蕩方法。(二)實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器儀表1振蕩器1 臺(tái)2pH 計(jì)（或精密pH試紙）3粉末裝活性炭4500mL三角甁5亞甲基藍(lán)溶液6250mL量筒7分析天平8溫度計(jì) 刻度0100 9分光光度計(jì)10. 稱量紙11. 100mL容量瓶四、實(shí)驗(yàn)步驟(一) 繪制亞甲基藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)曲線用移液管分別吸取濃度為100mg/L亞甲基藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)溶液5、10、20、

5、30、40mL于100mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至100mL刻度處，搖勻，以蒸餾水為參比，在波長(zhǎng)470nm處，用1cm比色皿測(cè)定吸光度，繪出標(biāo)準(zhǔn)曲線。(二) 吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)1.測(cè)定一定濃度亞甲基藍(lán)原水水樣溫度、pH值、吸光度。2.用稱量紙準(zhǔn)確稱量60mg粉末活性炭分別置于8個(gè)500mL三角瓶?jī)?nèi)。3.用量筒分別準(zhǔn)確量取200mL原水倒入上述三角瓶?jī)?nèi)，再置于振蕩器上(120rmin,25)，并開始計(jì)時(shí)。4.在5、10、20、30、50、70、90、120min時(shí)各從振蕩器上取出一個(gè)三角瓶，并立即用注射針筒和濾膜過濾活性炭，取濾出液測(cè)定吸光度，并根據(jù)亞甲基藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)曲線換算濃度并記錄。5.繪制C-t曲線

6、，分析達(dá)到吸附平衡的時(shí)間。(三) 吸附等溫線實(shí)驗(yàn)1.準(zhǔn)確稱量10、20、30、40、50、60mg活性炭分別置于500mL三角瓶?jī)?nèi)。2.用量筒分別準(zhǔn)確量取200mL原水倒入上述三角瓶?jī)?nèi)，將三角瓶置于振蕩器上，并同時(shí)計(jì)時(shí)。3.根據(jù)吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)所確定的達(dá)到吸附平衡的時(shí)間進(jìn)行振蕩（為縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，這里取1h）后停止振蕩，每個(gè)三角瓶中溶液用注射針筒和濾膜過濾活性炭，取濾出液測(cè)定吸光度，并根據(jù)亞甲基藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)曲線換算濃度并記錄。4.以lgqe為縱坐標(biāo)，lgC為橫坐標(biāo)繪制Fruendlich吸附等溫線。5.從吸附等溫線上求出K和n，代入（2）式，求出Fruendlich吸附等溫式。五、注意事項(xiàng)1.注意正確操作分光光度計(jì)。2.原水吸光度需經(jīng)濾膜濾過后測(cè)定。3.準(zhǔn)確稱取活性炭、準(zhǔn)確量取原水，以減少實(shí)驗(yàn)誤差。4.做吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，為減少實(shí)驗(yàn)誤差，在每一個(gè)三角瓶?jī)?nèi)加完水樣后立即放入振蕩器，并同時(shí)計(jì)時(shí)。六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理1.基本參數(shù)原水水樣吸光度_，pH_，溫度_2.吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)記錄杯號(hào)開始時(shí)間時(shí)間段（min）結(jié)束時(shí)間吸光度濃度C15210 3204305506707908120吸附平衡時(shí)間：_.吸附容量_3.吸附等溫線實(shí)驗(yàn)記錄杯號(hào)水樣體積（mL）原水水樣濃度C0（mg/L）吸附平衡后吸光度吸附平衡后濃度C（mg/L）LgC活性炭投