高锰酸钾改性活性炭对水中Sb_的吸附(3)

Ｆｉ．５　ＬａｅｒｒｅｎＦｉｒｓｔｏｒｄｅｒｅｕａｔｉｏｎｏｆＳｂ（ｂａｃ　－　　　Ⅲ）－ｇｇｇｑｙ　

ｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　　　　　

––

表明改０．１６ｍｉｎ１，ＫａＭＡＣ０．１）＝０．１８ｍｉｎ１，－ｄ（

（性之后的活性炭对水中Ｓ的吸附过程较快．ｂⅢ）

采用Ｌａｅｒｒｅｎ一级吸附动力学模型对改性前ｇｇ（的动力学过程进行拟合，结后的活性炭吸附ＳｂⅢ）

果如图５所示．

Ｌａｅｒｒｅｎ一级动力学表达式：ｇｇ

／）ｌ＝ｌＫａ２．３０３ｔ．ｇ（ｇｑｑｑｅ－ｔ）ｅ－（ｄ　

–吸附速率常数，ｍｉｎ１．

（）７

–１式中：ｍＫａｇ·ｇ；ｑｔ为吸附时间ｔ的吸附容量，ｄ为

由图５可以看出，Ｌａｅｒｒｅｎ一级吸附动力学模ｇｇ（型能较好地描述改性前后的活性炭对水中Ｓ的ｂⅢ）

２２吸附过程（ＡＣ）＝０．９９，ＭＡＣ０．０１）＝γ（γ（－２２０．９９，ＭＡＣ０．０５）＝０．９５，ＭＡＣ０．１）＝γ（－γ（－

２．２．３　ｐＨ值的影响　如图６所示为ｐＨ值对改性

（前后活性炭吸附水中Ｓ的影响曲线．实验中ＳｂｂⅢ）（／的初始质量浓度为１活性炭的投加量．５２ｍＬ，Ⅲ）ｇ

／为２环境温度为２吸附时间为２．０ｇＬ，９８Ｋ，４ｈ．

（由于Ｓ在值为２～１ｂ０．４的范围内以中性Ⅲ）的形式存在，在ｐ分子（Ｈ３ＳｂＯＳｂ（ＯＨ）Ｈ＜２３，３）

＋

（时以＋１价离子（的形式存在，在ＳｂＯ＋，ＳｂＯＨ）２）

），并且可以求出ＫａＡＣ）＝０．２６ｍｉｎ，Ｋａ０．９３ｄ（ｄ

–１

–

（）＝０ＭＡＣ０．０１．１５ｍｉｎ１，ＫａＭＡＣ０．０５）

＝－－ｄ（

第１１期

（王晓卉，等：高锰酸钾改性活性炭对水中Ｓ的吸附ｂⅢ）

２０３３

附效率．随着溶液ｐ活Ｈ值继续增大，Ｈ＋浓度减少，

性炭表面电负性增强，吸附效率又有所提高．在的去除率增至Ｈ＝９．９８时，ＭＡＣ０．１对Ｓｂ（－Ⅲ）ｐ

６８．９３％．

２．２．４　吸附剂投加量的影响如图８所示为不同吸

（的影响曲线．实附剂投加量对吸附去除水中ＳｂⅢ）（／验条件为Ｓ的初始浓度为１吸附剂ｂ．６７ｍＬ，Ⅲ）ｇ

／环境温度投加量ρ．５，１．０，１．５，２．０ｇＬ，Ｂ分别为０为２溶液ｐ吸附时间２９８Ｋ，Ｈ值为３．００，４ｈ．

由图８可知，随着吸附剂投加量的增大，Ｓｂ（的吸附去除率逐渐增大．由表３的Ｄ－Ｒ方程拟Ⅲ）

合结果知改性前后的活性炭对水中Ｓ的吸附ｂ（Ⅲ）以物理吸附为主．因此，随着溶液中吸附剂投加量的增大，吸附剂与吸附质的接触面积相应增大，活性炭吸附点位增多，从而使溶液中更多的Ｓ吸附到ｂ（Ⅲ）

随着吸附剂投加量的增大，活性炭上．ＭＡＣ０．１对－（的去除率逐渐增大至１而ＡＳｂ００％，Ｃ对ＳｂⅢ）

（的去除率随投加量的增大变化缓慢

．Ⅲ）

（图６　ｐ的影响Ｈ值对改性前后活性炭吸附水中ＳｂⅢ）（Ｆｉ．６　ＥｆｆｅｃｔｓｏｆｏｎｔｈｅａｄｓｏｒｔｉｏｎｏｆＳｂｂａｃＨ　　　　　　　Ⅲ）－ｇｐｙｐ　

ｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎ　

以－１价离子（的Ｈ＞１０．４时，ＳｂＯ，Ｓｂ（ＯＨ））ｐ

１５］

形式存在［所以，对于不同溶液ｐ在．Ｓｂ（Ｈ值，Ⅲ）

－

２

－４

溶液中的存在形态与溶液的ｐＨ值有关．

对于改性前后的活性炭本身，其表面电位随溶液如图７所示．图中φ表示活Ｈ值的变化而发生变化，ｐ

随溶液性炭在不同ｐＨ值可水溶液中的ｚｅｔａ电位值．活性炭表面的ｚＨ值变化，ｅｔａ电位值由正值变为负ｐ

值，对于ＭＡ其ｚＣ０．１随溶液ｐＨ值增大，ｅｔａ电位值－在ｐ其ｚ不断减小，Ｈ值４．７时，ｅｔａ电位为０

．

（图８　吸附剂投加量对吸附水中Ｓ的影响ｂⅢ）Ｆｉ．８　Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅａｄｓｏｒｂｅｎｔｄｏｓａｅｏｎｔｈｅａｄｓｏｒｔｉｏｎ　　　　　　　ｇｇｐ

图７　不同ｐｅｔａＨ值条件下改性前后的活性炭表面的ｚ

电位值的变化

．７　ＥＨｏｔｅｎｔｉａｌＦｉｆｆｅｃｔｓｏｆｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｚｅｔａｖａｌｕｅ　　　　　　　　ｇｐｐ

ｏｆａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　　　　　　

（ｏｆＳｂｂａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎ　Ⅲ）　ｙ　

２．２．５　温度对吸附效果的影响　如图９所示为不同温度条件下改性前后的活性炭对吸附去除水中（的影响曲线

．ＳｂⅢ）

试验选择温度分别为２８８、２９８、３０８和３１８Ｋ（的条件下进行吸附实验，此时Ｓ的初始浓度分ｂⅢ）

吸附试验所选择的ｐ．００、３．００、Ｈ值分别为２由图６可知ｐ５．０１、７．０１、８．７７、９．９８．Ｈ值对改性前（后活性炭对Ｓ吸附效果的影响很大，在ｐｂＨ＝Ⅲ）改性活性炭对Ｓ的去除效果最好，最ｂ（３．００时，Ⅲ）大去除率达１但随着溶液ｐ００％．Ｈ值从３．００继续降低去除效果出现下降趋势，分析原因是由于在（溶液中的部分Ｓ由原本的中Ｈ值为２．００时，ｂⅢ）ｐ

性分子形态转变为＋１价离子形态，而此时活性炭表面电位也为正，这在一定程度上影响了吸附的进另一方面，随着溶液ｐ在ｐ行．Ｈ值从３逐渐增大，Ｈ值为５～７的范围内，活性炭表面电位小于０，此时（仍以中性分子的形式存在，水中Ｈ＋与其形ＳｂⅢ）

成竞争吸附，从而影响了活性炭对水中Ｓ的吸ｂ（Ⅲ）

（图９　温度对吸附水中Ｓ的影响ｂⅢ）

Ｆｉ．９　Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｔｅｍｅｒａｔｕｒｅｏｎｔｈｅａｄｓｏｒｔｉｏｎｏｆ　　　　　　　ｇｐｐ

（ＳｂｂａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎⅢ）　ｙ　

２０３４

浙　江　大　学　学　报（工学版）６卷　　　　　　　　　　　　第４

１３５．

［］张道勇，潘响亮，穆桂金，等．铝渣吸附去除水中锑的研２

］（）：水处理技术，究［Ｊ．２００８，３４１０３４３７．－

，Ｐ，ＭＵ　ｏｎｉｎ．ｅｔＤａｏＡＮＸｉａｎｌｉａｎＧｕｉＺＨＡＮＧ　－　－－ｙｇｊｇｇａｌ．Ｒｅｍｏｖａｌｏｆａｎｔｉｍｏｎｂｆｒｏｍ　ｗａｔｅｒｂａｄｓｏｒｔｉｏｎｔｏ　　　　ｙｙｙｐ　　　］，ｒｅｄｍｕｄ［Ｊ．ＴｅｃｈｎｏｌｏｏｆＷａｔｅｒＴｒｅａｔｍｅｎｔ２００８，３４　　　ｇｙ　（）：１０３４３７．－

［］ＮＡ３ＳＩＲＫ，ＳＨＵＪＡＡＴ　Ａ，ｅｔａｌ．Ｐｏｔｅｎｔｉａｌｏｆｒｉｃｅｈｕｓｋｓ　　　　　

］．Ａｆｏｒａｎｔｉｍｏｎｒｅｍｏｖａｌ［ＪｌｉｅｄＲａｄｉａｔｉｏｎａｎｄＩｓｏ　　　　－ｙｐｐ　，ｔｏｅｓ２０００，５２：３１３８．－ｐ

［］４ＰＯＬＯＶＩＮＡ　Ｍ，ＢＡＢＩＣＢ，ＫＡＬＵＤＥＲＯＶＩＣＢ，ｅｔ．ａｌ．　　

Ｓｕｒｆａｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｏｘｉｄｉｚｅｄａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎ　　　　　［］，ｃｌｏｔｈＪ．Ｃａｒｂｏｎ１９９８，３４：１０４６１０５１．－

［］刘成，高乃云，黄廷林．活性炭的表面化学改性研究进展５

［］（）：Ｊ．净水技术，２００５，２４４５０５２．－

，ＧＡＯ　，ＨＵＡＮＧＬＩｕｎＣｈｅｎＮａｉＴｉｎｌｉｎ．Ｔｈｅｒｅ　－　－　－ｙｇｇｓｅａｒｃｈｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔｏｆｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｍｏｄｉｆｉｃａｉｔｏｎｏｆｔｈｅ　　　　　　　ｐ，ａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎ［Ｊ］．ＷａｔｅｒＰｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏ　　　ｇｙ）：２００５，２４（４５０５２．－

［］白树林，（赵桂英，付希贤．改性活性炭对水溶液中Ｃ６ｒⅢ）

］，（）：吸附的研究［Ｊ．化学研究与应用，２００１１３６６７０６７１．－，，ＢＡＩｉｎＳｈｕｌｉｎＺＨＡＯＧｕｉＦＵ　Ｘｉｘｉａｎ．Ｉｍｒｏｖｍｅｎｔ　－　－－ｙｇｐ（ａｄｓｏｒｔｉｏｎｏｆＣｒｆｒｏｍａｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎｂａｃｔｉｖａｏｆ　　　Ⅲ）　　　－ｐｑｙ　［］，ｔｅｄｃａｒｂｏｎＪ．ＣｈｅｍｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈＡｌｉｃａｔｉｏｎ２００１，１３　　　ｐｐ（）：６６７０６７２．－

［］丁春生，诸钱芬，等．高锰酸钾改性活性炭的制备、表征７

２＋

及其吸附Ｐ的特性．城市环境与城市生态，ｂ２０１１，２４

／／别为１吸附剂投加量为１吸附时．６７ｍＬ，．５ｇＬ，ｇ

间为２溶液ｐ由图９可知，在温度４ｈ，．００．Ｈ值为３（为２的去除效果最好，这９８Ｋ时吸附反应对ＳｂⅢ）（可能是由于较高、较低温度使Ｓ从溶液中到溶ｂⅢ）剂表面的流动性发生改变，或者是由于温度的改变影响了吸使吸附剂表面活性位点的数量发生变化，附反应中一些过程的速率附效果．

［３］

，从而影响其最终的吸

３　结　论

根据上述对ＫＭｎＯ４改性前后活性炭的表征和（对水中Ｓ的吸附试验分析，可得以下结论：ｂⅢ））（采用ＫＭ其表面附着有１ｎＯ４改性的活性炭，大量的晶体，随ＫＭｎＯ４浓度的增大其表面晶体数量也相应增多．由于ＫＭ会增ｎＯ４溶液具有氧化性，加活性炭表面的酸性含氧官能团的数量

［７］

，这些官

能团可与Ｓ络合，在一定程度上增加了对Ｓｂ（ｂⅢ）（的吸附量．Ⅲ）