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蘭炭的改性及其對(duì)苯酚的吸附性能分析
桐城師范高等�？茖W(xué)校 汪若冰 2017/6/24 10:11:21
摘要：采用磷酸對(duì)竹制的活性炭改性，并將改性后的蘭炭末用于對(duì)污水中的苯酚進(jìn)行吸附處理。通過靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)研究改性蘭炭末研究不同磷酸浸漬比對(duì)活性炭吸附苯酚性能的不同效果。并且以此為基礎(chǔ)使用氯化鋅與磷酸進(jìn)一步調(diào)整蘭炭的浸漬比，使用兩步法對(duì)蘭炭進(jìn)行改性并且制備出對(duì)苯酚吸附性能較好的優(yōu)質(zhì)蘭炭。
關(guān)鍵詞:蘭炭；苯酚；磷酸；吸附性能
廢水中的苯酚是一種常見的毒性強(qiáng)烈的物質(zhì)，含苯酚的廢水在工業(yè)有機(jī)廢水中普遍存在。即使低濃度的苯酚也對(duì)人體和微生物也有很大的毒害作用。隨著焦化行業(yè)的發(fā)展，具有苯酚的廢水排放量也隨之增多，對(duì)河流的污染也是越來越嚴(yán)重，因此含有苯酚的廢水處理問題日益成為人們以及環(huán)保部門關(guān)注的焦點(diǎn)。苯酚的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性很強(qiáng)，并且不易分解，因此處理起來難度系數(shù)高。目前國內(nèi)外環(huán)境保護(hù)及污水治理方面的熱門課題是如何環(huán)保高效的治理含有苯酚的廢水。
一、我國目前研究現(xiàn)狀
目前國內(nèi)常用的治理苯酚的技術(shù)有：吸附技術(shù)、光催化降解技術(shù)和生物降解技術(shù)，由于活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)比較發(fā)達(dá)和表面積龐大，同時(shí)擁有豐富的官能團(tuán)、穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)、不溶解于水而且還可以重復(fù)利用，因此有機(jī)污染物的處理最好是用活性炭。但是活性炭的品種不是很多，技術(shù)含量不高，缺乏功能型高品質(zhì)專業(yè)活性炭。因此利用某種技術(shù)對(duì)活性炭進(jìn)行改性處理，制造出可以對(duì)特定的污染物進(jìn)行高效、進(jìn)化深度高的功能型活性炭是目前研究的重點(diǎn)。
二、過程與方法
本次實(shí)驗(yàn)使用了兩種改進(jìn)劑：磷酸和氯化鋅，通過調(diào)節(jié)改進(jìn)劑和絕干物料的浸漬比率，可以得到孔隙結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，表面積大，并且對(duì)苯酚的吸附效果很強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)活性炭。
材料與試劑：本次實(shí)驗(yàn)選用的為本地竹屑，磷酸（A R）、氯化鋅（A R）、鹽酸（A R），其中磷酸（A R）、氯化鋅（A R）、鹽酸（A R）生產(chǎn)制造商為天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)。
儀器與機(jī)械：高溫管式電阻爐、電熱鼓風(fēng)干燥箱
樣品制備：（1）先取4克的竹屑然后將其與一定量的磷酸溶液混合，并充分?jǐn)嚢�，使溶液均勻，然后制備出三份不同質(zhì)量比的磷酸浸漬試劑；放置12小時(shí)后分別放到80攝氏度的烘箱中烘干，使其充分干燥；（2）把（1）中的浸漬試劑分別放入高溫管式爐中，并控制溫度使其保持在一定的高度，再通入一定量的氮?dú)獠⒓訜嶂了枰幕罨瘻囟�，活化一段時(shí)間后，讓樣品冷卻到室溫相同的溫度后，停止氮?dú)馀欧牛詈笕〕稣{(diào)制好的樣品；（3）把蒸餾水加熱，然后用于洗滌過濾活化樣品，直到樣品試劑呈現(xiàn)出中性，最后把它們都放進(jìn)烘箱烘干燥用作備用；（4）把第（3）步中得到的活性炭樣品和氯化鋅溶劑混合，并攪拌均勻后靜置，再進(jìn)行干燥；（5）把第（4）步干燥后的樣品放進(jìn)高溫管式爐中，用150L/min的流量通入氮?dú)�，使用智能溫控儀器控制溫度，以10℃/min為梯度等梯度加熱至所需要的活化溫度，活化一段時(shí)間，等到樣品冷卻到和室溫一致，停止氮?dú)獾呐欧挪⒛贸稣{(diào)劑好的樣品；（6）在燒杯中酸洗250毫升，0.1 mol/L的鹽酸溶液，再使用加熱過的蒸餾水洗滌并過濾試劑至達(dá)到中性，最后放入烘箱中烘干。
實(shí)驗(yàn)方法：稱取0.5克的干燥樣品并放在干燥的100毫升碘的燒瓶中，然后加入10毫升的鹽酸，并把溶液放在電爐中進(jìn)行加熱至到溶劑沸騰，等到試劑冷卻到和室溫一致的溫度后向里面倒入50.0mL的0.1mol/L碘標(biāo)準(zhǔn)溶液，在震蕩機(jī)上震蕩10分鐘左右，快速過濾并放進(jìn)干燥的燒杯中，加入100毫升的水，并用0.1mol/L的硫代硫酸鈉溶液進(jìn)行滴定，當(dāng)溶液呈現(xiàn)出淡黃色時(shí)，再放入2毫升的淀粉指示液，繼續(xù)滴定直到溶液沒有顏色然后記錄下所用硫代硫酸鈉的體積。
活性炭吸附值的測(cè)試：（1） 濃度為1g/L的苯酚溶液。準(zhǔn)確的取出1.000克的苯酚溶液溶于500毫升的溫水中并冷卻。
（2）稱取溴酸鉀2.78g及溴化鉀10g溶于水中稀釋至1000ml配置溴酸鉀-溴化鉀溶液
（3）稱取1.0g可溶性淀粉，加水10ml，攪拌注入190ml的沸水中，緩緩煮沸10min左右，冷卻并放置二周后，過濾于棕色瓶中備用。
C1=m/(V1-V2)×0.04903
（V1為硫代硫酸鈉溶液用量；V2為空白試驗(yàn)的硫代硫酸鈉溶液用量）
試驗(yàn)結(jié)果：苯酚的吸附值按式（2）計(jì)算
A=15.68×C1（V1-V2)×5/m（15.68為1/6苯酚的摩爾質(zhì)量
結(jié)果分析：當(dāng)吸附時(shí)間不斷增加時(shí)，不同浸漬液比的活性炭吸附值發(fā)生了變化，但是浸漬比為1:3時(shí)，得到的改性活性炭的吸附值最佳。
三、結(jié)語：
與沒有經(jīng)過磷酸改性的活性炭作比較，改性后的活性炭的吸附能力明顯提高了很多，改性活性炭（未完，下一頁）
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