硝酸改性活性炭對鎘離子的吸附和再生

范明霞，李玉堂，李柱，劉志陽，余朝陽，鄧祥宇

(湖北工業大學 材料與化學工程學院，湖北 武漢 430068)

含鎘廢水主要來源于采礦、冶煉、電鍍、涂料、塑料、農藥、印刷、化工、醫藥、攝影、印染等工業[1]。鎘主要通過食物鏈進入人體慢慢累積在肝臟和腎臟中，干預免疫球蛋白制造[2]。

鎘離子在廢水中濃度較低，吸附技術對于深度凈化處理含鎘廢水有無可比擬的優勢[3-5]。在活性炭表面引入雜原子，提高官能團類別和數量[6]。利用表面官能團與鎘離子的絡合作用，可以使吸附更具選擇性從而提高鎘離子吸附效果[7-8]。

本文研究硝酸改性活性炭對溶液中鎘離子的吸附特性，同時對再生方法進行探討。通過對吸附性能和再生方法的系統研究，為設計制備增強鎘離子吸附能力的活性炭提供依據。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

硝酸、硫酸、氫氧化鈉、碘化鉀、抗壞血酸、羅丹明B、硝酸鎘、聚乙烯醇、乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na)均為分析純；煙煤活性炭(比表面積897 m2/g)，購自加拿大Jurassic公司。

pHS-25型pH計；SHA-B型恒溫水浴振蕩器；T6新世紀紫外可見分光光度計；SA3100型比表面積和孔徑分析儀；ESCLAB 250Xi型X 射線光電子能譜儀。

1.2 實驗方法

1.2.1 活性炭改性 稱取25 g煙煤活性炭(AC)，按照活性炭質量與硝酸(質量分數為26%)體積之比為1 g∶10 mL的比例，將活性炭投加到硝酸中，置于恒溫水浴振蕩器內，以200 r/min的轉速在70 ℃下振蕩12 h。砂芯漏斗過濾，用去離子水反復洗滌至pH值為7.0，在120 ℃干燥24 h，得硝酸改性活性炭(HNO3-AC)，放入干燥器中待用。

1.2.2 吸附實驗 吸附實驗參照文獻[9]的方法進行。

1.2.3 再生實驗 采用濃度0.10 mol/L 的 EDTA-2Na 溶液對活性炭進行再生，活性炭質量與EDTA-2Na溶液體積之比為1∶30 g/mL，再生溫度40 ℃，再生時間4 h，測定再生后活性炭鎘離子吸附量。……