活性炭吸附实验报告 - 图文

实验3 活性炭吸附实验报告

一、 研究背景：

1.1、吸附法

吸附法处理废水是利用多孔性固体（吸附剂）的表面吸附废水中一种或多种溶质（吸附质）以去除或回收废水中的有害物质，同时净化了废水。

活性炭是由含碳物质（木炭、木屑、果核、硬果壳、煤等）作为原料，经高温脱水碳化和活化而制成的多孔性疏水性吸附剂。活性炭具有比表面积大、高度发达的孔隙结构、优良的机械物理性能和吸附能力，因此被应用于多种行业。在水处理领域，活性炭吸附通常作为饮用水深度净化和废水的三级处理，以除去水中的有机物。除此之外，活性炭还被用于制造活性炭口罩、家用除味活性炭包、净化汽车或者室内空气等，以上都是基于活性炭优良的吸附性能。将活性炭作为重要的净化剂，越来越受到人们的重视。 1.2、影响吸附效果的主要因素

在吸附过程中，活性炭比表面积起着主要作用。同时，被吸附物质在溶剂中的溶

解度也直接影响吸附的速度。此外，pH 的高低、温度的变化和被吸附物质的分散程度也对吸附速度有一定影响。 1.3、研究意义

在水处理领域，活性炭吸附通常作为饮用水深度净化和废水的三级处理，以除去水中的有机物。活性炭处理工艺是运用吸附的方法来去除异味、某些离子以及难以进行生物降解的有机污染物。

二、实验目的

本实验采用活性炭间歇的方法，确定活性炭对水中所含某些杂质的吸附能力。希望达到下述目的：

(1)加深理解吸附的基本原理。

(2)掌握活性炭吸附公式中常数的确定方法。

(3)掌握用间歇式静态吸附法确定活性炭等温吸附式的方法。

(4)利用绘制的吸附等温曲线确定吸附系数：K、1/n。K为直线的截距，1/n为直线的斜率

三、主要仪器与试剂

本实验间歇性吸附采用三角烧瓶内装人活性炭和水样进行振荡方法。 3.1仪器与器皿：

恒温振荡器1台、分析天平1台、分光光度计1台、三角瓶5个、1000ml容量瓶1个、100ml容量瓶5个、移液管 3.2试剂：活性炭、亚甲基蓝

四、实验步骤

（1）、标准曲线的绘制

1、 配制100mg/L的亚甲基蓝溶液：称取0.1g亚甲基蓝，用蒸馏水溶解后移入1000ml容量瓶中，并稀释至标线。

2、 用移液管分别移取亚甲基蓝标准溶液5、10、20、30、40ml于100ml容量瓶中，用蒸馏水稀释至100ml刻度线处，摇匀，以水为参比，在波长470nm处，用1cm比色皿测定吸光度，绘出标准曲线。

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（2）、吸附等温线间歇式吸附实验步骤

1、用分光光度法测定原水中亚甲基蓝含量，同时测定水温和PH。 2、将活性炭粉末，用蒸馏水洗去细粉，并在105℃下烘至恒重。

3、在五个三角瓶中分别放入100、200、300、400、500mg粉状活性炭，加入200ml水样。4、将三角瓶放入恒温振荡器上震动1小时，静置10min。

5、吸取上清液，在分光光度计上测定吸光度,并在标准曲线上查得相应的浓度，计算亚甲基蓝的去除率吸附量。

五、注意事项

1、实验所得的qe若为负值，则说明活性炭明显的吸附了溶剂，此时应调换活性炭或调换水样。

2、在测水样的吸光度之前，应该取水样的上清液然后再分光光度计上测相应的吸光度。 3、连续流吸附实验时，如果第一个活性炭柱出水中溶质浓度值很小，则可增大进水流量或停止第二、三个活性炭柱进水，只用一个炭柱。反之，如果第一个炭柱进出水溶质浓度相差无几，则可减少进水量。

4、进入活性炭柱的水中浑浊度较高时，应进行过滤去除杂质。

六、实验结果与分析

6.1实验结果

亚甲基蓝浓度与吸光度 序号 浓度mg/l 吸光度A1 1 5 0.078 2 10 0.098 3 20 0.153 4 30 0.205 5 40 0.256 y = 0.0052x + 0.0497R2 = 0.99820.250.2吸光度A亚甲基蓝标准曲线0.150.10.0500 5101520亚甲基蓝浓度（mg/L)2 253035活性炭投加量 原亚甲基蓝 浓度吸光度A C0/(mg/L) 0.217 0.232 0.23 0.212 91.981 91.981 91.981 91.981 91.981 100mg 0.197 0.136 0.132 0.122 0.102 200mg 0.104 0.121 0.129 0.11 0.099 300mg 0.105 0.191 0.174 0.13 0.121 400mg 0.189 0.236 0.213 0.173 0.152 500mg 0.146 吸附平衡后 亚甲基蓝 浓度C/(mg/L) 32.173 35.058 34.673 31.212 28.327 16.596 15.827 13.904 10.058 10.442 13.712 15.250 11.596 9.481 10.635 27.173 23.904 15.442 13.712 26.788 35.827 31.404 23.712 19.673 18.519 logC 1.507 1.545 1.540 1.494 1.452 1.220 1.199 1.143 1.002 1.019 1.137 1.183 1.064 0.977 1.027 1.434 1.378 1.189 1.137 1.428 1.554 1.497 1.375 1.294 1.268 C0-C 59.808 56.923 57.308 60.769 63.654 75.385 76.154 78.077 81.923 81.539 78.269 76.731 80.385 82.500 81.346 64.808 68.077 76.539 78.269 65.193 56.154 60.577 68.269 72.308 73.462 C0-C/m logC0-C/m 0.598 -0.223 0.569 -0.245 0.573 -0.242 0.608 -0.216 0.637 -0.196 0.754 -0.123 0.762 -0.118 0.781 -0.107 0.819 -0.087 0.815 -0.089 0.783 -0.106 0.767 -0.115 0.804 -0.095 0.825 -0.084 0.813 -0.090 0.648 -0.188 0.681 -0.167 0.765 -0.116 0.783 -0.106 0.652 -0.186 0.562 -0.251 0.606 -0.218 0.683 -0.166 0.723 -0.141 0.735 -0.134 活性炭间歇吸附试验记录

吸附等温线(投加量100mg)y = -0.5266x + 0.56952R = 0.99750.000-0.0501.440-0.100-0.150-0.200-0.250-0.3001.4601.4801.5001.5201.5401.560lg（C0-C）/mlogC

3

y = -0.1641x + 0.0785吸附等温线（投加量200mg)R2 = 0.99640.0000.0000.2000.4000.6000.800-0.0201.0001.2001.400lg（C0-C）/m-0.040-0.060-0.080-0.100-0.120-0.140lgC

y = -0.1529x + 0.0668吸附等温线（投加量300mg)R2 = 0.99430.0000.0000.2000.4000.6000.800-0.0201.0001.2001.400lg（C0-C）/m-0.040-0.060-0.080-0.100-0.120-0.140lgC

y = -0.2769x + 0.2109吸附等温线（投加量400mg)R2 = 0.99480.0000.0000.2000.4000.6000.8001.0001.2001.4001.600lg（C0-C）/m-0.050-0.100-0.150-0.200lgC

4

y = -0.4024x + 0.3806吸附等温线（投加量500mg)R2 = 0.98840.0000.000-0.050lg（C0-C）/m0.2000.4000.6000.8001.0001.2001.4001.6001.800-0.100-0.150-0.200-0.250-0.300lgC

活性炭 投加量(mg) 100 200 300 400 500

吸附等温线

（1）根据测定数据绘制吸附等温线；

（2）根据Freundlich 等温线，确定方程中常数K，n； （3）讨论实验数据与吸附等温线的关系。

lgK 0.5695 0.0785 0.0668 0.2109 0.3806 1/n -0.5266 -0.1641 -0.1529 -0.2769 -0.4024 K 3.7111 1.1981 1.1662 1.6252 2.4021 n -1.899 -6.0938 -6.5402 -3.6114 -2.4851 思 考 题

1．吸附等温线有什么现实意义？

（1）宏观地总括吸附量、吸附强度、吸附状态等作为吸附现象方面的特性； （2）判断吸附现象的本质，如属于分配（线性），还是吸附（非线性）； （3）用于计算吸附剂的孔径、比表面等重要物理参数； （4）吸附等温曲线用途广泛,在许多行业都有应用，如地质科学方面、煤炭方面。

2．作吸附等温线时为什么要用粉状炭？

废水中的物质经活性炭吸附后分散好，容易单层吸附。 3．实验结果受哪些因素影响较大，该如何控制？

实验结果受实验温度、吸附质的分压、活性碳性质（比表面积、孔隙率等）

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/mbo2.html