負載鋁改性針鐵礦吸附Cu2+最佳條件的探究

崔亞飛+金琳+張世征+白棲霞

摘 要：對負載鋁改性針鐵礦進行研究，探究溫度、pH值、時間、離子強度、初始Cu2+濃度對負載鋁改性針鐵礦吸附去除含銅廢水中Cu2+的影響。通過實驗，確定了改性針鐵礦對含銅廢水中Cu2+的最佳吸附條件。并且根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，對負載鋁改性針鐵礦的吸附動力學(xué)，吸附熱力學(xué)進行了探究。

關(guān)鍵詞：負載鋁改性；吸附；Cu2+

1 引言

負載鋁改性針鐵礦對含銅廢水中Cu2+具有很好的吸附作用。隨著中國科技，工業(yè)的發(fā)展，中國作為世界上最大的電子產(chǎn)品消費國，同時也是世界上最大的電子產(chǎn)品生產(chǎn)國，每年銅制印刷版生產(chǎn)量位居世界頭位。這些電子產(chǎn)品造成的一個嚴重后果就是含銅的廢水，廢物大量產(chǎn)生排放，得不到充分處理直接排放到環(huán)境中去，對環(huán)境造成巨大的污染后果。因此，探究銅吸附劑（負載鋁改性針鐵礦）對含銅廢水中Cu2+的最佳吸附條件具有很大的現(xiàn)實意義。

2 實驗

2.1 溫度對負載鋁改性針鐵礦吸附效果的影響

取等量且適量負載鋁改性針鐵礦，分別在15-65℃下，pH值為7，負載鋁改性針鐵礦濃度為5g/L，離子強度為0.1，含銅廢液用量250ml。試驗步驟：用0.1mol/LNaOH，0.1mol/LHCl調(diào)整溶液的pH值；將負載鋁改性針鐵礦每次加入50ml，直至200ml，在震動攪拌機上，以180r/min轉(zhuǎn)至10h，靜置24h；測定上清液中殘余Cu2+質(zhì)量濃度。

經(jīng)過多次實驗，試驗數(shù)據(jù)如下

2.2 pH值對負載鋁改性針鐵礦吸附效果的影響

具體試驗步驟同上，pH值分別為4—9，將負載鋁改性針鐵礦加入溶液后，靜置24h，測定上清液中殘余Cu2+質(zhì)量濃度。

2.3 時間對負載鋁改性針鐵礦吸附效果的影響

試驗步驟不變，靜置時間依次為12h，24h，36h，48h，60h，測定上清液中殘余Cu2+質(zhì)量濃度。

2.4 離子強度對負載鋁改性針鐵礦吸附效果的影響

把含銅廢水離子強度設(shè)定為0.1，0.01兩組，其它條件與上述保持不變，測定上清液中殘余Cu2+質(zhì)量濃度。

離子強度為0.1時，吸附率為90.80%；離子強度為0.01時，吸附率為86.81%

2.5 Cu2+初始濃度對負載鋁改性針鐵礦吸附效果的影響

將含銅廢水離子Cu2+初始濃度設(shè)定為4㎎/L，5㎎/L兩組，其它條件與上述保持不變，測定上清液中殘余Cu2+質(zhì)量濃度。試驗結(jié)果如圖，

3 結(jié)果分析

（1）對于溫度這一影響因素，吸附率隨著溫度的增加而增大，至45℃以上，吸附率增速緩慢。分析其熱力學(xué)吸附方程，經(jīng)擬合得出，吸附熱力學(xué)擬合公式：y=4E-07x5-9E-05x4+0.0076x3-0.3262x2+7.1638x+25.044。

（2）pH值因素，當(dāng)pH值在8-9范圍內(nèi)吸附率為最大值。

（3）由試驗可知，時間因素，隨著吸附時間的延長，吸附率逐漸增加。至24h后，基本保持不變。經(jīng)分析，動力學(xué)吸附方程經(jīng)擬合得出：y=-3E-05x4+0.0049x3-0.3073x2+8.3218x+6.88。

（4）離子強度因素，由試驗數(shù)據(jù)可知，離子強度為0.1時吸附率較高，但0.1與0.01離子強度對于吸附率影響不大。

（5）Cu2+濃度因素，初始Cu2+濃度較小時，吸附率較高，但是該因素對實際應(yīng)用無指導(dǎo)意義。

4 結(jié)論

根據(jù)上述試驗，負載鋁改性針鐵礦吸附Cu2+在實際應(yīng)用的最佳條件為，溫度55℃（±10℃），pH值為8-9，吸附時間為24h，離子強度為0.1。

參考文獻

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[3]王丹麗，王恩德. 針鐵礦及腐殖質(zhì)對水體重金屬離子的吸附作用. 安全與環(huán)境學(xué)報， 2001年04期