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　　電鍍行業(yè)的快速發(fā)展，隨同的是大量的電鍍廢水排出，其對環(huán)境污染形成了不可逆的嚴(yán)重危害，同時也會對人類的安康形成嚴(yán)重的要挾。電鍍廢水中常常會含有大量的多種重金屬離子(鉻、銅、鎳等)，這些金屬離子最終會隨著飲用水源或水產(chǎn)類食物迚入到人體內(nèi)，影響人體安康，因而必需嚴(yán)厲控制外排電鍍廢水中重金屬含量，特別應(yīng)重點控制毒性較大的鉻的排放。

　　電鍍廢水通常的處置辦法有化學(xué)沉淀法、電解法、膜分離法、吸附法等，其中吸附法是比擬簡單、常見的辦法，具有較好吸附功用的活性炭也被來處置電鍍廢水。楊曉慶以甘蔗渣為原料，氯化鋅為活化劑制出的活性炭在室溫下表現(xiàn)出了對鉻離子較好的吸附效果。張乾等調(diào)查了沸石、高嶺土以及活性炭對電鍍水中銅離子的吸附才能，結(jié)果標(biāo)明活性炭的吸附才能最強。國內(nèi)許多學(xué)者對活性炭處置電鍍廢水曾經(jīng)做了諸多研討，包括多品種活性炭吸附性能研討，改性活性炭吸附性能研討，其他辦法與活性炭吸附相分離的吸附性能研討，但是對活性炭吸附處置電鍍廢水的研討還不夠完善，本文以活性炭為吸附劑，探究不同改性辦法下的活性炭對電鍍廢水中鉻離子的吸附性能。

　　1 實驗過程

　　1.1 資料與辦法

　　(1)試劑：活性炭、氫氧化鈉、硫酸、雙氧水、重鉻酸鉀，化學(xué)純，購于天津百思化學(xué)品有限公司。

　　(2)活性炭處置：將活性炭水洗除去浮灰和雜質(zhì)，在 106 ℃下枯燥 36 h，然后搜集備用。將未處置的活性炭記為 AC。分別取 10 g 活性炭 AC，另取適量 6 mol/L 的硫酸溶液和雙氧水溶液為改性劑，分別參加到活性炭中，80 ℃水浴恒溫攪拌 10 h，取出后再 106 ℃下枯燥 36 h，兩種處置后的活性炭依次記為 AC-1、AC-2。 (3)廢水配制：采用重鉻酸鉀和去離子水配制不同濃度的含鉻廢水。

　　1.2 實驗辦法

　　分別將 4 g 活性炭 AC、AC-1、AC-2 參加 3 個盛有 20 mL 的含 Cr(VI)模仿廢水的錐形瓶中，然后振蕩攪拌 30 min，取其上清液，應(yīng)用分光光度法測定處置后的廢水中 Cr(VI)的含量。應(yīng)用硫酸和氫氧化鈉調(diào)理廢水 pH 值范圍(2~12)，然后得到pH 值對 Cr(VI)吸附效果的影響;在 pH=3 的條件下，測定活性炭的吸附均衡時間和不同加量活性炭對 Cr(VI)吸附效果的影響。

　　1.3 測定辦法

　　(1)廢水中 Cr(VI)含量采用 AA-7000 型原子吸收分光光度(島津企業(yè)管理有限公司)計迚行測定。

　　(2)廢水 pH 值采用 PHSJ-4F 型測定儀迚行測定(上海雷磁)。

　　(3)活性炭表征?；钚蕴亢豕倌軋F(tuán)采用Boehm 法[11,12]，甲基橙做指示劑，碳酸氫鈉滴定羧基，碳酸鈉滴定羧基和羰基，氫氧化鈉滴定羥基。

　　活性炭的比外表積采用 AUTOSORB-1 全自動比外表吸附儀(美國康塔公司)迚行測定，測定 77 K 下樣品的 N2吸附等溫線，剖析時間 613.3 min，由 BET方程計算比外表積。

　　2 結(jié)果與討論

　　2.1 活性炭的表征結(jié)果

　　對三種活性炭迚行了比外表積和含氧官能團(tuán)數(shù)量的測定，其表征結(jié)果見表 1。

從表 1 中能夠看出，經(jīng)過改性后的活性炭的比外表積有所降落，這可能是由于酸化和氧化過程中活性炭的微孔構(gòu)造遭到一定的毀壞，微孔減少，大孔增加，比外表積降落，但降落比例較小，改性后的活性炭還是根本堅持比擬高的比外表積。從表中還能夠看出經(jīng)過改性后的活性炭的含氧官能團(tuán)數(shù)量和總數(shù)都顯著增加，并且相比 AC-1，AC-2 的含氧官能團(tuán)的總數(shù)較多且羧基和羰基數(shù)量較多，但羥基數(shù)量較少。這可能是由于氧化過程能將更多的羥基氧化為羧基和羰基。

　　2.2 pH 值對吸附效果的影響

　　pH 值對三種活性炭吸附 Cr(VI)的影響見圖1。從圖 1 中能夠看出三種活性炭的最佳吸附條件都在 2~4 之間，由于強酸環(huán)境下，Cr6+被復(fù)原為 Cr3+，后者的離子半徑較小，有利于活性炭的微孔構(gòu)造對其迚行吸附。但在相同 pH 值下活性炭 AC 的吸附效果小于其他兩種，這是由于相關(guān)于未處置的活性炭，經(jīng)過酸化和氧化后的活性炭其含氧官能團(tuán)數(shù)量提升，含氧官能團(tuán)帶負(fù)電荷，能夠與帶正電荷的金屬離子迚行靜電吸附，所以有更多的金屬離子被吸附。隨著 pH 值的增加，廢水中的 Cr6+不能被復(fù)原為 Cr3+，廢水中主要以離子半徑較大的 Cr6+為主，Cr6+迚入到活性炭的微孔中較為艱難，所以活性炭對 Cr(VI)的吸附變差。

　　2.3 吸附時間對吸附效果的影響

　　在 25 ℃下，對 3 種活性炭的均衡吸附時間迚行了測定，不同吸附時間下活性炭吸附 Cr(VI)的去除率變化如圖 2 所示。從圖 2 能夠看出，在 40 min以后 3 種活性炭對 Cr(VI)的去除率根本平穩(wěn)，這是由于活性炭吸附主要以物理吸附為主，吸附過程是金屬離子首先從液相擴散到吸附劑外表，然后再迚入到吸附劑大孔中，再由大孔擴散到微孔中，且微孔構(gòu)造屬于多層平面構(gòu)造，金屬離子被吸附到微孔中是需求一定的時間，所以隨時間的增加吸附量也逐步增加其趨于平穩(wěn)。

　　在前 25 min 三種活性炭的吸附速率簡直是相同的，吸附時間超越 25 min 后，AC 的吸附速率降落較快且到達(dá)吸附均衡后最終 Cr(VI)的去除率約為 84%，但 AC-1 和 AC-2 對 Cr(VI)的去除率到達(dá)了 90%以上。這是由于在吸附開端以后，活性炭的物理吸附和靜電吸附是同時収生的，但隨著吸附時間增加，3 種活性炭的物理吸附量曾經(jīng)接近飽和，但是由于 AC-1 和 AC-2 的含氧官能團(tuán)數(shù)量比 AC多，前兩者還能再吸附一定量的 Cr(VI)。同時能夠從圖中看出，AC-2 的最終去除率為 92%比 AC-1的最終去除率 90%稍高，也是由于 AC-2 的含氧官能團(tuán)數(shù)量較高所致。

　　2.4 吸附等溫線

　　2.4.1 活性炭用量對吸附效果的影響

　　以濃度為 20 mg/L 的含 Cr(VI)溶液為原始廢水溶液，測定三種活性炭吸附均衡時廢水中 Cr(VI)濃度，得到三種活性炭的用量與 Cr(VI)的去除率的變化關(guān)系，關(guān)系曲線如圖 3。從圖 3 能夠看出，到達(dá)相同的 Cr(VI)去除率活性炭 AC 的用量比其他兩種活性炭的要多，AC-1 和 AC-2 到達(dá)相同的去除率用量簡直一樣。闡明未經(jīng)改性的活性炭其吸附容量小于改性后的活性炭的，這局部吸附容量差別可能就是改性后的活性炭有更多的含氧官能團(tuán)，增加了活性炭的靜電吸附，從而增加了活性炭的整個吸附容量。

　　2.4.2 吸附等溫線研討

　　依據(jù)圖 3作出三種活性炭的吸附等溫線如圖 4。

　　由圖 4 能夠看出，大多數(shù)吸附契合 Freundlich 方程Q=KC1/n，Q 表示單位質(zhì)量活性炭吸附 Cr(VI)的量(mg/g)，C 表示吸附均衡時廢水溶液中 Cr(VI)的含量，K 表示為一定溫度下，1 單位質(zhì)量活性炭吸附廢水中 1 單位質(zhì)量濃度 Cr(VI)的吸附量，n表示整個吸附的難度。

　　在 25 ℃下，對三種活性炭的吸附過程采用Freundlich 方程迚行擬合，擬合方程的參數(shù)見表 2。

　　同時依據(jù)表 2中參數(shù)得到三種活性炭吸附廢水中 Cr(VI)的 Freundlich 方程分別為：QAC=1.50C0.987， QAC-1=1.98C0.898，QAC-2=2.53C0.774，其中 AC-2 的 n值最大，AC-1 次之，AC 為最小，能夠得到吸附性能從高到低依次為 AC-2>AC-1>AC。當(dāng)參數(shù) K 和 n肯定后，含 Cr(VI)廢水的濃度變化對應(yīng)的 Q 值會有一定的變化范圍，廢水中鉻濃度較低時，Q 值較大，Cr(VI)去除率增大;相反，廢水中鉻濃度較高時，Cr(VI)去除率會減小，所以在本研討中改性和未改性的活性炭都適合較低鉻濃度的電鍍工業(yè)廢水處理。

　　3 結(jié) 論

　　(1) 三種活性炭的最佳吸附 pH 值范圍是2~4，經(jīng)過酸化和氧化后的活性炭，其外表的含氧官能團(tuán)數(shù)量明顯增加，其吸附才能也加強，同時氧化處置后活性炭的含氧官能團(tuán)多于酸化的。

　　(2)三種活性炭的吸附性能大小次第為AC-2>AC-1>AC，更多的含氧官能團(tuán)有利于活性炭對 Cr(VI)的靜電吸附，從而提升總吸附量。同時三種活性炭都較適合處置低濃度含鉻電鍍廢水。