铅在棉秆基活性炭上的吸附动力学与热力学

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• 出版年：2010
• 作者：李坤权；郑正；蒋剑春；张继彪
• 单位1：南京农业大学工学院
• 出生年：1976
• 学历：博士
• 职称：助理研究员
• 语种：中文
• 作者关键词：磷酸活化；棉秆；活性炭；吸附等温线；吸附机制
• 起始页：1402
• 总页数：7
• 经费资助：国家水体污染控制与治理科技重大专项（2008ZX07101-004）
• 刊名：环境科学
• 是否内版：否
• 刊频：月刊
• 创刊时间：1976
• 主管单位：中国科学院
• 主办单位：中国科学院生态环境研究中心
• 主编：欧阳自远
• 地址：海淀区双清路18号；北京东黄城根北街16号
• 邮编：100085；100717
• 电子信箱：hjkx@rcees.ac.cn；journal@mail.sciencep.com
• 网址：http://www.hjkx.ac.cn
• 卷：31
• 期：5
• 期刊索取号：P875.06 929-3

摘要

以棉秆与棉秆纤维为原料，利用磷酸活化法制备了低成本的高比表面微孔棉秆基活性炭，通过静态实验研究了活性炭对水溶液中铅的吸附特性，测定了溶液pH值、吸附时间、溶液温度对吸附的影响，探讨了吸附动力学、热力学及吸附机制.根据低温液氮（N₂/77K）吸附测定数据，以BET方程、BJH法及H-K法对活性炭孔结构进行了表征，以Boehm滴定、FTIR、零电荷点pH_PZC测定及元素分析定量表征活性炭表面含氧官能团.结果表明，以棉秆和棉秆纤维为原料制备的活性炭的比表面积分别为1570和1731m²·g^-1，含氧酸官能团含量分别为1.43和0.83mmol·g^-1，均高于商业活性炭ST1300.静态吸附实验表明，棉秆基活性炭对铅有较大的吸附容量和吸附效率，最大吸附量超过120mg·g^-1，溶液pH对吸附有较大的影响，吸附量随时间增大而增大，在5min内可达饱和吸附量的80%；吸附动力学数据符合假二级方程，Freundlich方程能更好地描述等温吸附行为；热力学研究表明，吸附吉布斯自由能（ΔG⁰）<0，而焓变（ΔH⁰）>0，说明吸附为吸热的自发反应过程，升温有利于吸附，离子交换可能在吸附过程中起了重要作用.