活性炭纖維對鎘離子吸附性能的研究

朱冬冬，任淑華

(魯東大學 化學與材料科學學院，山東 煙臺 264025)

鎘作為原料或催化劑用于生產電池、塑料、顏料和試劑，還可作為生產不銹鋼、合金、電視機熒光屏等的原料，另外鎘還是原子核反應堆中控制棒的材料之一[1]。鎘的廣泛應用，使重金屬鎘進入到生態環境中，含鎘廢水污染環境，危害植物，動物和人類。廢水中鎘的去除有膜分離法[2]，離子交換法[3]，化學沉淀法[4]和吸附法[5]等。活性炭纖維具有較大的吸附容量和更快的吸附動力學性能。本實驗正是利用活性炭纖維的優點，通過它對鎘離子靜態吸附實驗，探討利用活性炭纖維吸附鎘離子的可行性。

1 實驗部分

1.1 主要儀器及試劑

主要儀器：分光光度計，7200型，尤尼科（上海）儀器有限公司。

主要試劑：活性炭纖維，南通森友公司生產；氯化鎘，上海亭新化工試劑廠生產，分析純。

1.2 標標準曲線繪制

取6個100 mL的容量瓶，分別加入鎘離子濃度為1 mg/L的氯化鎘溶液0.0, 2.0, 4.0, 6.0, 8.0, 10.0 mL，加水定容到100 mL，混勻，再分別加入0.05%的達旦黃2 mL ，吐溫80（1︰80）2 mL，0.01%的抗壞血酸0.5 mL，0.5 mol/L的氫氧化鈉2 mL，搖勻，分別測其吸光度A，繪制標準曲線。

圖1 氯化鎘標準曲線Fig.1 Calibration curve of Cadmium chloride

2 結果與討論

2.1 不同炭纖維量對吸附的影響

從圖2可以看出，氯化鎘溶液濃度相同時，隨著活性炭纖維質量的增加，吸附百分數升高。活性炭纖維質量為 0.2 g時，對氯化鎘溶液的吸附量為85%，說明活性炭纖維的吸附能力較強。

圖2 不同炭纖維量的吸附Fig.2 The adsorption of different ACF amount

2.2 不同氯化鎘濃度對吸附的影響

從圖3可以看出，活性炭纖維的的吸附量隨氯化鎘溶液濃度的升高而增加，最后達平衡，吸附量不再變化。

圖3 不同氯化鎘濃度的吸附Fig.3 The adsorption of different Cadmium chloride concentration

2.3 不同振蕩時間對吸附的影響

從圖4可以看出，隨著吸附時間的延長，活性炭纖維對氯化鎘的吸附百分數升高。當吸附90 min后，吸附百分數變化很小，說明活性炭纖維的吸附達到飽和，吸附趨向平衡。

2.4 不同pH值對吸附的影響

從圖5可以看出，活性炭纖維對氯化鎘的吸附率隨pH值的升高而增加。pH值大于8時，吸附百分數變化很小，說明活性炭纖維的吸附達到飽和，吸附趨向平衡。

圖4 不同振蕩時間的靜態吸附Fig.4 The adsorption of different oscillation time

圖5 不同pH 的吸附Fig.5 The adsorption of different pH

3 結 論

(1) 正文活性炭纖維是一種良好的吸附劑，實驗中對氯化鎘的吸附率最高達85%。

(2) 在所選用條件范圍內的較佳條件是：活性炭纖維的質量為0.2 g，初始濃度為200 mg/L，吸附時間為90 min。

［1］顧國維，陳祖奇.活性炭纖維及其在環境中的應用[J].四川化學，2000，19（1）：2326.

［2］鄧娟利， 胡小玲， 管萍， 曾盛， 趙亞梅， 王廣東．膜分離技術及其在重金屬廢水處理中的應用[J]. 材料導報，2005，19(2)：23-26．

［3］張德強， 康海彥， 楊莉麗， 李娜， 高麗榮．離子交換樹脂吸附 Cd(Ⅱ)和 Pb(Ⅱ)的研究[J]. 環境科學與技術，2003， 26（s1)：4-5．

［4］譚浩強，吳維，劉志濱，何文杰，韓宏大，馬越. 化學沉淀法去除水中鎘的特性研究[J]. 供水技術，2010，4（4）：9-11.

［5］何慧軍，楊春平，羅勝聯，鄭穎，劉莉華．改性污泥活性炭對水中鎘離子的吸附性能[J].環境工程學報，2012，6(11)：4034-4040.