改性活性炭對廢水中汞吸附的研究

田瑜 陳利粉 宋盈（河南省安陽市環(huán)境保護監(jiān)測中心站，河南安陽 455000）

改性活性炭對廢水中汞吸附的研究

田瑜 陳利粉 宋盈（河南省安陽市環(huán)境保護監(jiān)測中心站，河南安陽 455000）

用硝酸-鹽酸溶液改性活性炭，并用于吸附廢水中的汞，采用原子熒光分光光度計測定吸附后溶液中含汞量。比較不同條件下，改性活性炭對廢水中汞的吸附效率。

改性活性炭；汞；吸附

汞及其化合物是一種有毒物質(zhì)，可以在生物體中蓄積，在環(huán)境中能以零價態(tài)存在，進入環(huán)境水體中的無機汞可以轉(zhuǎn)化成毒性更大的有機汞，直接或間接的影響到水體生物、陸生生物和人類健康，因此對于水體中汞的去除的研究已經(jīng)刻不容緩。

活性炭是一種多孔活性物質(zhì)，其比表面積大，表面官能團較為豐富，被廣泛應(yīng)用于環(huán)境空氣、水體中污染物的治理。目前，活性炭改性的方法主要有物理法微波輻射、超聲波改性；化學(xué)法氧化還原、負載金屬、酸堿、電化學(xué)、負載雜原子和化合物等方法改性[1]。本文通過硝酸-鹽酸（1:1）體系改性活性炭，并利用其吸附廢水中的汞，考察不同條件對廢水中汞吸附性能的影響。

1 實驗部分：

1.1 儀器，試劑和材料

（1）AFS-930原子用光分光光度計（北京吉天儀器有限公司）;PHSJ-3F PH計（上海精密科學(xué)儀器有限公司）；AL204電子天平（梅特勒-托利多上海儀器有限公司）；HY-5A回旋式振蕩器（江蘇金壇恒豐制造有限公司）；101-00A恒溫干燥箱（金壇市白塔新寶儀器廠）。

（2粒狀活性炭；汞標準溶液（環(huán)境保護部標準樣品研究所）；所用酸均為優(yōu)級純酸，所用氫氧化鈉為優(yōu)級純試劑。

1.2 活性炭改性

實驗采用的吸附劑為粒狀活性炭，在使用前應(yīng)先經(jīng)過預(yù)處理。處理方法：將一定量的活性炭浸泡到濃硝酸和濃鹽酸（1:1）溶液里，用磁力攪拌器攪拌5小時，然后用去離子水洗干凈，再在去離子水里煮沸20 min，置于恒溫干燥箱中，在105oC下恒溫干燥24 h。

2 結(jié)果與討論：

2.1 pH值對吸附效果的影響

取6個離心管，每個離心管里加100mL含汞溶液和2.5g(± 0.003g)預(yù)處理過的活性炭，通過添加NaOH溶液和HNO3溶液來調(diào)節(jié)Hg2+溶液的pH，使溶液的pH分別為4、5、6、7、8、9，放入振蕩器中震蕩6h，取出過濾，再用原子熒光光度計測定溶液中Hg2+離子的含量實驗結(jié)果見圖1。

結(jié)果表明，隨著pH值的增加，活性炭對重金屬離子的吸附作用增大、吸附量增強。pH為6時，其對汞的吸附效果最佳。酸性溶液中活性炭對重金屬的吸附能力增加，但在堿性溶液中其吸附能力相對較低，酸性溶液比堿性溶液有利于活性炭對重金屬的吸附去除。

圖1.pH值對吸附效果的影響

2.2 吸附時間對吸附效果的影響

根據(jù)上組實驗結(jié)果，選定pH值為6，測定吸附時間對活性炭吸附效果的影響。取6個離心管，每個離心管里加100 mL含汞溶液和2.5g(±0.003g)預(yù)處理過的活性炭，調(diào)節(jié)pH至6（± 0.04），分別震蕩1 h、2 h、3 h、4 h、5 h、6 h，取出過濾，用原子熒光光度計測定溶液中Hg2+離子的含量，結(jié)果見圖2。

圖2.吸附時間對吸附效果的影響

結(jié)果表明，前四小時活性炭吸附率呈上升趨勢，隨著時間延長，溶液中的Hg2+的濃度緩慢降低，吸附達到平衡。達到平衡的時間大約5h。

2.3 活性炭加入量對吸附效果的影響

根據(jù)上兩組實驗結(jié)果，選定pH值為6，震蕩吸附時間為5 h，測定活性炭添加量對吸附效果的影響。取5個離心管，每個離心管里加100mL含汞溶液，分別加入0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g的活性炭，然后調(diào)節(jié)pH至6（±0.04），震蕩5 h后取出過濾，用原子熒光光度計測定溶液中Hg2+離子的含量，結(jié)果見圖3。

結(jié)果表明，活性炭量在2g以下時，隨著活性炭投加量的增加，活性炭對Hg2+的吸附率明顯升高，活性炭量在2g以上時，活性炭的吸附率幾乎不再增加，所以根據(jù)實驗結(jié)果，2g的投加量為最適投加量。

圖3.活性炭加入量對吸附效果的影響

3 結(jié)語

實驗結(jié)果表明，活性炭吸附水中Hg2+溶液最佳pH值為6，活性炭的最佳量為2.0g，達到吸附平衡的時間大約為5 h，活性炭顆粒處理10μg/L的Hg2+溶液的吸附效率最高，可達99.53%。且隨著汞離子溶液的初始濃度的增加，定量的活性炭對其的去除率逐漸降低。

[1]陳孝云林秀蘭魏起華林金春歐水麗.活性炭表面化學(xué)改性及應(yīng)用研究進展[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2008,19(8):5463－5467.

田瑜（1987-），女，碩士研究生，助理工程師，研究方向：環(huán)境監(jiān)測。