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1、水污染控制工程实验 实验报告姓名：专业年级：试验日期：环境科学与工程学院中国海洋大学实验五活性碳吸附实验一、实验目的1、加深理解吸附的基本原理。2、通过实验取得必要的数据，计算吸附容量qe，并绘制吸附等温线。3、利用绘制的吸附等温线确定费氏吸附参数K，1/n 。二、实验原理活性炭吸附是物理吸附和化学吸附综合作用的结果。吸附过程一般是可逆的，一方面吸附质被吸附剂吸附，另一方面，一部分已被吸附的吸附质，由于分子热运动的结果， 能够脱离吸附剂表面又回到液相中去。前者为吸附过程， 后者为解吸过程。 当吸附速度和解吸速度相等时， 即单位时间内活性炭吸附的数量等于解吸的数量时，则吸附质在溶液中的浓度和在活
2、性炭表面的浓度均不再变化而达到了平衡， 此时的动态平衡称为吸附平衡， 此时吸附质在溶液中的浓度称为平衡浓度 Ce。活性炭的吸附能力以吸附量qe（mg/g）表示。所谓吸附量是指单位重量的吸附剂所吸附的吸附质的重量。本实验采用粉状活性炭吸附水中的有机染料，达到吸附平衡后，用分光光度法测得吸附前后有机染料的初始浓度C0及平衡浓度 Ce，以此计算活性炭的吸附量qe。qe=m)V-( mxe0CC式中： C0水中有机物初始浓度（mg/L ）Ce水中有机物平衡浓度（mg/L ）m活性炭投加量（ g）V废水量（ L）qe活性炭吸附量（ mg/g）在温度一定的条件下，活性炭的吸附量随被吸附物质平衡浓度的提高而
3、提高，二者之间的关系曲线为吸附等温线。以lgCe为横坐标， lgqe 为纵坐标，绘制吸附等温线，求得直线斜率1/n 、截距 lgK。qe=KCe1/n参数 K 主要与吸附剂对吸附质的吸附容量有关，而是吸附力的函数。三、实验装置及化学药品1、可调速搅拌器； 2、烧杯 1000 ml；3、721型分光光度计； 4、pH 计或精密 pH试纸、温度计； 5、大小烧杯、漏斗； 6、粉状活性炭；7、 ：100mg/L 活性艳蓝KN-R 染料废水；8、0.45微米的滤膜。四、实验步骤及实验内容1、明确废水的最大吸收波长， 吸取 100mg/L 的有机染料液于 10ml 比色管中，配制 0.00 ，5.00，
4、10.00 ，15.00 ， 20.00 ，25.00 ，30.00mg/L 的标准系列，以水为参比，测其吸光度，绘制标准曲线。2、依次称活性炭 50，100，150，200，250，300mg 于 6 个 1000ml烧杯中，加入配制的染料水 600mL，置于搅拌机上，以200r /min 转速搅拌 15min。3、取下烧杯，静置15min 。4、用小烧杯接取上述滤液，初滤液弃去不用，接取约20mL 二次滤液，测定吸光度并根据标准曲线计算吸光度。五、实验数据记录及分析1、列表记录实验数据；最大吸收波长： 516nm 。0.5g燃料加入 25L 水中 C0=0.02g/L=20mg/L V=6
5、00mL qe=m)V-( mxe0CC表 1 吸光度标准曲线浓度（mg/L）0 5 10 15 20 25 30 吸光度0.011 0.104 0.200 0.294 0.384 0.498 0.575 图 1 吸光度标准曲线表二经活性炭吸附后溶液对应的吸光度加 入 活 性炭量（ mg ）400 800 1600 3200 6400 12800 吸光度0.354 0.345 0.320 0.262 0.231 0.218 水 中 有 机物 平 衡 浓度Ce(mg/L) 18.12 17.65 16.33 13.28 11.65 10.96 qe (mg/g) 2.82 1.76 1.38 1
6、.26 0.78 0.42 lgCe1.26 1.25 1.21 1.12 1.07 1.04 lgqe0.45 0.24 0.14 0.10 -0.11 -0.38 2.绘制吸附等温线图 2 吸附等温线3、确定费氏吸附参数K 和，并讨论所用活性炭的吸附性能。斜率(n1)=3.3662，截距 lgK=-3.8933，故吸附参数 K=1.2610-4由于吸附现象发生在吸附剂表面上， 所以吸附剂的比表面积是影响吸附的重要因素之一，比表面积越大， 吸附性能越好。 因为吸附过程可看成三个阶段，内扩散对吸附速度影响较大，所以活性炭的微孔分布是影响吸附的另一重要因素。此外活性炭的表面化学性质、极性及所带电
7、荷，也影响吸附的效果。六、实验收获与小结1、最后两组实验因为活性炭的用量比较大，为了避免活性炭溶于水中对后续测定吸光度的影响，在添加活性炭时应该选择颗粒较大的。2、为了避免过滤影响染料含量，加入400-6400mg的活性炭均为过滤，最后一组由于活性炭分布太散乱，所以过滤后才取液。3、高比表面积活性炭 （High Specific Surface Area Activated Carbon）是一种多孔性、极具潜力的含碳吸附材料， 这种材料具有高度发达的内部孔隙结构和巨大的比表面积， 因此具有很强的吸附性。 它既是优良的吸附剂， 也可广泛应用于工业生产、农业、催化剂载体、环境保护、水质净化、空气净化等诸多领域，目前还逐渐与储氢、膜分离、化工分离、分析传感器联系起来。由于活性炭的良好吸附特性， 活性炭本身可以对污水进行物理吸附，达到净化废水的目的； 同时也可以作为光致催化剂的载体，增加催化剂的催化效益， 产生协同效应
