高锰酸钾改性活性炭对水中Sb_的吸附

第４６卷第１１期

２０１２年１１月）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＺｈｅｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔＥｎｉｎｅｅｒｉｎＳｃｉｅｎｃｅ　　ｊｇｙ（ｇｇ　　工学版）浙　江　大　学　学　报（Ｖｏｌ．４６Ｎｏ．１１

Ｎｏｖ．２０１２

：／．ｉｓｓｎ．１００８ＤＯＩ１０．３７８５９７３Ｘ．２０１２．１１．０１４－ｊ

（高锰酸钾改性活性炭对水中Ｓ的吸附ｂⅢ）

王晓卉，俞亭超，李　聪，叶苗苗

（）浙江大学土木工程学系，浙江杭州３１００５８

摘　要：为了提高活性炭对锑的去除效果，以颗粒活性炭为基础，采用不同浓度的高锰酸钾溶液对颗料活性炭进行

、冷凝回流，并利用扫描电镜（激光粒度仪、全自动比表面、孔隙分析仪（和傅里叶红外光谱仪（对ＳＥＭ）ＢＥＴ）ＦＴＩＲ）

（通过对水中Ｓ的静态吸附试验，考察ｐ原溶液中锑的浓度、吸附剂投加改性前后的物化性能进行表征．ｂＨ值、Ⅲ）

（／／量、吸附时间和温度对吸附效果的影响．结果表明，在Ｓ初始质量浓度为１吸附剂投加量为１温ｂ．５ｍＬ、．５ｇＬ、Ⅲ）ｇ

、／用０度为２Ｈ值为３９８Ｋ、．００的条件下，．０１０．０５和０．１ｍｏｌＬ的高锰酸钾溶液改性的活性炭对锑的去除率分别为ｐ

吸附过程较好地符合Ｆ在实验中，Ｈ值对吸附效果的影响较大．８７．３８％、９７．８５％和９９．０４％，ｒｅｕｎｄｌｉｃｈ吸附等温线．ｐ

（关键词：高锰酸钾改性活性炭；吸附；ＳｂⅢ）

）中图分类号：Ｘ１３１．２　　　　文献标志码：Ａ　　　　　文章编号：１００８９７３Ｘ（２０１２１１２０２８０７　－－－

（ＴｈｅａｄｓｏｒｔｉｏｎｏｆＳｂｉｎａｕｅｏｕｓｂＫＭｎＯｍｏｄｉｆｉｅｄ　　　Ⅲ）　　４－ｐｑｙ　

ａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎ　

，，，ＷＡＮＧＸｉａｏｈｕｉＹＵ　ＴｉｎｃｈａｏＬＩＣｏｎＹＥ　Ｍｉａｏｉａｏ　－－　－ｍｇｇ

（ＤｅａｒｔｍｅｎｔｏＣｉｖｉｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎＺｈｅｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔａｎｚｈｏｕ３１００５８，Ｃｈｉｎａ）　　ｐｆ　ｇｇ，ｊｇ　ｙ，Ｈｇ

：，ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｒｏｖｅｔｈｅａｄｓｏｒｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｒａｎｕｌａｒａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｗａｓｍｏｄｉｆｉｅｄｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒ　　　　　　　　　　　　－ｐｐｙｇ

ｅｎｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＫＭｎＯｏｌｕｔｉｏｎｕｎｄｅｒｒｅｆｌｕｘｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｆｏｕｒａｃｔｉｖａｔｅｄ　　　　　　　　　　　４ｓ

，ｗａｓａｎａｌｚｅｄｂｓｃａｎｎｉｎｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏＳＥＭ）ｌａｓｅｒｓｉｚｅａｎａｌｚｅｒａｎｄｓｅｃｉｆｉｃｓｕｒｃａｒｂｏｎｓａｒｔｉｃｌｅ　　　　　　　　　　－ｙｙｇｐｙ（ｙｐｐ　　

，ｒｏｕｓｆａｃｅａｒｅａｔｅｓｔｓ（ＢＥＴ）ｓｕｒｆａｃｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｌａｒｅｅｘａｍｅｄｂＦｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｆｒａｒｅｄｓｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ　　　　　　　　　　ｇｐｙｐ　

（，，ＦＴＩＲ）．ＴｈｅｓｔａｔｉｃａｄｓｏｒｔｉｏｎｓｔｕｄｉｎｖｏｌｖｅｄｅｆｆｅｃｔｏｆＨ，ａｄｓｏｒｂａｔｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｄｓｏｒｂｅｎｔｄｏｓａｅ　　　　　　　　ｐｙｐｇ　

（／ｃｏｎｔａｃｔｔｉｍｅａｎｄｔｅｍｅｒａｔｕｒｅ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｕｎｄｅｒｔｈｅｉｎｉｔｉａｌＳｂｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆ１．５ｍ　　　　　　　　　　Ⅲ）　　ｐｇ

／／Ｌ，ａｄｓｏｒｂｅｎｔｓｄｏｓａｅｏｆ１．５ｇＬ，ｔｅｍｅｒａｔｕｒｅｏｆ２９８Ｋ，ａｎｄｖａｌｕｅｏｆ３．００，０．０１ｍｏｌＬＫＭｎＯ０．０５Ｈ　　　　　　　　　　ｇｐｐ４，

／／ｍｏｌＬＫＭｎＯｎｄｔｈｅ０．１ｍｏｌＬＫＭｎＯｔｈｅｒｅｍｏｖａｌｏｆａｎｔｉｍｏｎｂａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｍｏｄｉｆｉｅｄｉｓｒｅ　　　　　　　　　　　－ｙｙ４ａ４，　　

ｓｅｃｔｉｖｅｌ８７．３８％，９７．８５％ａｎｄ９９．０４％．Ｔｈｅｅｘｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａｏｂｔａｉｎｅｄａｒｅｉｎａｓｓｉｓｔａｎｔｉｔｈｔｈｅｏｏｄ　　　　　　　　－ｗ　ｐｙｐｇ　

，Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈａｄｓｏｒｔｉｏｎｉｓｏｔｈｅｒｍ．ＩｎａｄｄｉｔｉｏｎｉｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅＨｖａｌｕｅｓｈａｖｅｒｅａｔｉｍａｃｔｓｏｎｔｈｅａｄ　　　　　　　　　　　　　　　－ｐｐｐｇ

ｓｏｒｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃ．　ｐｙ

：ＫＭ；；（ＫｅｗｏｒｄｓｎＯｍｏｄｉｆｉｅｄａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎａｄｓｏｒｔｉｏｎＳｂ　　Ⅲ）ｐ４－ｙ　

）是两性稀有金属，共有４种价态（Ｓｂ－１、　　锑（

），其中环境中锑的主要价态是＋３、０、＋３、＋５＋５．

锑是有毒重金属，低浓度的元素锑可对人体的肝脏、１］心血管系统产生致命的破坏［其中Ｓ的毒性．ｂ（Ⅲ）（是Ｓ毒性的１我国拥有世界上８ｂ０倍．０％以上Ⅴ）２］的Ｓ主要集中在贵州、湖南等西南省份［ｂ储量，．

收稿日期：２０１１１０１７．－－／浙江大学学报（工学版）网址：ｗｗｗ．ｏｕｒｎａｌｓ．ｚｕ．ｅｄｕ．ｃｎｅｎｊｊｇ

）；基金项目：国家水体污染控制与治理科技重大专项资助项目（中央高校基本科研业务费专项资金２００９ＺＸ０７４２３００４、２００８ＺＸ０７４２１００６－－

）资助项目（２０１２ＦＺＡ４０２０．

，：作者简介：王晓卉（女，硕士生，主要从事水处理研究．１９８８－）Ｅ－ｍａｉｌｗａｎｘｉａｏｈｕｉ．０８１２＠１６３．ｃｏｍｇ

：通信联系人：俞亭超，男，副教授．Ｅ－ｍａｉｌｕｔｉｎｃｈａｏｕ．ｅｄｕ．ｃｎ＠ｚｙｇｊ

第１１期

（王晓卉，等：高锰酸钾改性活性炭对水中Ｓ的吸附ｂⅢ）

２０２９

然而随着工业的发展锑被大量的用于铅合金，电池电网，轴承合金，电缆护套，水暖工焊料，锡，弹药，钢

３］板和钢管的生产中［由于目前对工业废水中锑的．

溶液浸泡１用去离子水反复漂洗至中性，２ｈ，１２０℃）下干燥１备用（记为ＭＡ２ｈ，Ｃ０．－

／配制０．０１、０．０５和０．１ｍｏｌＬ的ＫＭｎＯ４溶

取上述溶液各３液，０ｍＬ倒入装有３ｇＭＡＣ０的３－　颈瓶中，置于数显智能控温磁力搅拌器上沸腾回流冷却后，用去离子水反复冲洗，使溶液不再浑浊１ｈ，

［］且ｐ在１．５～７之间７．２０℃恒温鼓风干燥Ｈ值在６箱中干燥１取出并装于样品袋内密封保存，放２ｈ，

排放标准仍然没有做出相应的规定，大量的未经处理的含锑废水直接排放到水体中，在污染环境的同因此对水中除锑技时对人和生物存在很大的危害．

术的研究具有重要意义．寻求对Ｓｂ具有良好吸附性能的吸附剂是一个亟待解决的问题．

活性炭是广泛使用的吸附剂，但由于本身是非在水溶液中可有效地吸附各种非极性有机极性的，

物，但难以吸附Ｓ所以通ｂ等具有一定极性的溶质．常通过改性使其表面具有一定的极性，增强其对极性物质的吸附．通常采用表面氧化法和负载原子和化合物法，其中表面氧化法可以提高活性炭表面酸

４］

，性基团的含量，增强对极性物质的吸附能力［而通

记为ＭＡ于干燥器中备用（Ｃ０．０１、ＭＡＣ０．０５、－－

）ＭＡＣ０．１．－１．２．２　活性炭的表征　将改性前后的活性炭用玛

取０瑙研钵磨细后，．１５ｇ溶于１００ｍＬ去离子水中，各分５份，调节ｐＨ值为２、４、６、７、１０测定其不同分别对Ａｅｔａ电位值．Ｃ、ＭＡＣＨ值条件下的ｚ－ｐ

０．０１、ＭＡＣ０．０５、ＭＡＣ０．１进行比表面积和孔径－－活性炭样品的比表面积在温度３测定（ＢＥＴ）．７３Ｋ下进行氮气吸附测定；样品的样貌由日立Ｓ４８００型－场发射扫描电镜观察．将样品活性炭与ＫＢｒ按一定比例混合后用玛瑙研钵磨成粉末状，压片后进行红外光谱分析．

的吸附ｂ（１．２．３　高锰酸钾改性活性炭对水中ＳⅢ）

实验　所有玻璃器皿使用前均用体积比为１∶９的用去离子水冲洗干净后烘干备浓硝酸浸泡２４ｈ，吸附实验均在２不同浓度用．５０ｍＬ锥形瓶中进行，（的原溶液由分析纯酒石酸锑钾溶于去离子ＳｂⅢ）

／／水中制得．原溶液经０．１ｍｏｌＬＮａＯＨ与０．１ｍｏｌ　转速为Ｌ　ＨＣｌ调节ｐＨ值，２９８Ｋ在恒温摇床中（

／震荡一定时间，定时取混合液在高速离２００ｒｍｉｎ）／）离心５ｍ用火心机上（８０００ｒｍｉｎｉｎ后取上清液，　（的浓度．焰原子吸收分光光度计测定其中ＳｂⅢ）

提高与吸附质的过活性炭表面负载原子和化合物，

５］

结合力，从而增强活性炭的吸附能力［因此本研究．

溶液对颗粒活性炭进行改采用高锰酸钾（ＫＭｎＯ４）性，并通过试验研究了对水中Ｓ的吸附性能，ｂ（Ⅲ）为日后除锑方法的研究提供依据．

１　实验部分

１．１　试剂与仪器

、主要试剂有高锰酸钾（乙醇（ＫＭｎＯ９５％）４）、、／、（锑标准贮备液（ＣＨ）ＮａＯＨ、ＨＣｌ１．０ｇＬ）２Ｈ５Ｏ

，酒石酸锑钾（除锑标准储ＣＯＳｂ·１．５Ｈ２Ｏ）４Ｈ２Ｋ６备液为优级纯外，其余试剂均为分析纯．主要仪器有美ＴＲＩＳＴＡＲＩＩ３０２０全自动比表面和孔隙分析仪（　

）、国ＭｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓＺｅｔａｓｉｚｅｒＮａｎｏＺＳ９０激光粒度　　－）、仪（英国Ｍ日本ａｌｖｅｒｎＳ４８００型场发射扫描电镜（－

）、美国ＨｉｔａｃｈｉＮＩＣＯＴＣＴ５７００傅里叶红外光谱仪（　）、ＴｈｅｒｍｏＮｉｃｏｌｅｔＮｅｘｕｓｉｃｅ３５００原子吸收光谱仪　　

（）、英国ＴｈｅｒｍｏｆｉｓｈｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＫＳ４００ｉ控制型控　、温摇床（德国ＩＫＡ）ａｒｉｕｍ６１１ＶＦ超级组合型超纯　

bbs.99jianzhu.com内容：建筑图纸、PDF/word 流程，表格，案例，最新,施工方案、工程书籍、建筑论文、合同表格、标准规范、CAD图纸等内容。