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      磺化褐煤對CU離子吸附性能的研究
      - 2019-08-20-

      目前 ,新型廉價吸附材料的開發應用是水處理方面的研究重點。如活性炭、礦物、粉煤灰等對重金屬離子的吸附作用及應用均有報道。近年來 ,磺化褐煤作為一種新型吸附劑的原材料 ,被發現具有強的吸附性能。但關于 SBC 對重金 屬吸附的動力學及其應用研究不多 ,有待進一步深 入。因此 ,筆者主要研究 SBC 對銅( Ⅱ) 離子吸附的動力學 ,并結合實際的含銅廢水的吸附凈化作用來探討在廢水處理方面的應用。

      實驗用褐煤取自內蒙海拉爾 ,粒徑為 012~110 mm ,室溫下用稀鹽酸 (pH 為 3) 除去硫酸鹽和碳酸鹽。此煤樣為原褐煤 ( HM) 。在裝有回流冷凝裝置的三角瓶中 ,按干 HM∶H2SO4 (98 %) 為 1∶18 (質量比) 投料 ,在 150 ℃下磺化 1 h ,冷卻 ,過濾 ,水洗至中性 ,風干 ,恒重備用。標上 HM 和 HM150 。

      準確稱取 1 g 已制備的褐煤和 125 mL 已知濃度的硫酸銅溶液若干份 ,分別置入一系列 250 mL 容量瓶中 ,用稀 HCl 或 NaOH 調節溶液的 pH 值 ,室溫下在振蕩器上振蕩一定時間 ,取下過濾 ,蒸餾水洗滌 , 用分光光度法測定濾液中的 Cu2 + 離子濃度。

      結果表明 ,HM150 對銅 ( Ⅱ) 離子的吸附 量隨 Cu2 + 離子的初始濃度和接觸時間的增加而增加 ,但吸附的平衡時間基本上沒有變化。

      在 25 ℃,Cu2 + 離子的平衡濃度 Ce 與平衡吸附 量 qe 的關系如圖 3 所示。從圖 3 可見 ,SBC 對 Cu2 + 離子的吸附基本能符合 P. Z. Langmuir 吸附模型 ,而 且是單分子層吸附 ,由于 SBC 表面含有羧基、磺酸 基和羥基等活性基團 ,它們在水溶液中帶電荷(尤其是在 pH 值較高時帶負電荷) ,因而與 Cu2 + 離子之間存在強的靜電吸附作用。

      磺化褐煤從溶液中吸附 Cu2 + 離子是屬于固體自溶液中吸附電解質 ,實際吸附主要是靜電作用的貢獻 ,當然還有微弱的溶液化作用。吸附作用除與吸附劑的表面性質有關外 ,吸附條件 (如 pH 值) 也有較大的影響。改變含 Cu2 + 離子溶液的酸度 ,HM150吸附 Cu2 + 離子的結果。pH是 影響吸附作用的主要因素 ,SBC 的吸附量隨 pH 值的 增加而增大 ,pH 值的影響明顯分為兩個區間 :pH <4. 0 和 pH > 4. 0。


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