当前位置:首页 >> 工学 >>

A Study of the Adsorption of Phenol by Activated Carbon from Aqueous Solutions


关于活性炭对溶液中苯酚吸附作用的研究
商用的活性炭作为水溶液中去除苯酚的一种吸附剂,其可行性已得到验证。 在振荡时 间,活性炭质量,和被吸附物的浓度处于最佳实验条件时,活性炭的吸附容量达到最大。 Langmuir 恒温方程式适用于活性炭吸附实验研究浓度范围内的所有数据。在相同的实验 的条件下, 我们也研究了活性炭对三硝基酚, 焦棓酸和水杨酸的吸附作用。 用蒸馏水, NaOH 和 HCl 溶液洗涤回收吸附在活性炭上的苯酚。 关键词 苯酚 ,活性炭 ,吸附和水溶液

引言 目前由于从煤炭中提炼生产合成燃料的几种技术尚不成熟, 从而煤炭转化为合成燃料 的过程中产生的污水含有大量的苯酚,也就是说,污水中苯酚浓度约为 200-600mg/l1。而 这些污水都被排放到天然水域中,污染地下水。而且即使很低浓度的苯酚,对身体健康也 有毒害作用。人体摄入了这种污水会引起蛋白质变质、组织侵蚀、中枢神经系统麻痹和肾 脏,肝脏与胰腺的破坏 2。苯酚在水中的阈值为 4000ug/l1,因此在工业废水排入水体之前 去除苯酚是很有必要的。 活性炭吸附被认为是一种有效的去除污水中苯酚的方法, 这是由 于活性炭具有表面积大、渗透力弱、吸附容量大、纯度高和再生性强的特点。几个研究员 3-8 通过这些研究确定了商业活性炭去除溶液中苯酚的效 研究了活性炭对苯酚的吸附作用 , 率。 实验 9 e 商业活性炭被(Riedel-de Ha && n,item No.18001)用作吸附剂。用不同的物理方法 预先确定不同物理量的参数值,如表 1。 表一.活性炭实验各参量下的测量值 参量 pH 炭容量 比表面 积 孔隙度 孔隙容 积 容积密 度 振实密 度 真密度 平均粒 度 方法 pH 计 炭分析器 N2 吸附 Hg 透过率 N2 吸附 粉末密度计 粉末密度计 N2 吸附 气压过筛定 积器 测量值 6.8 87.6% 750 m 2 / g 60.3% 1.5 cm 3 / g 0.23 g / cm 3 0.46 g / cm 3 0.99 g / cm 3 5 um

活性炭吸附苯酚实验是在室温(22 ± 1° C)下按批处理技术进行的。活性炭吸附的详 细步骤与其他吸附是一样的。 除非另有说明, 溶液中苯酚的浓度都是用波长为 269 的分光 光度计(Double beam,Shimadzu UV-160A)测定的。其吸附去除率是按常规方法计算的。

结果与讨论 在最初的实验中考查了振荡时间对苯酚吸附的影响。实验方法:在 10ml 0.01g/l 的苯 酚溶液(pH3.4)中加入 0.1g 活性炭,然后每隔一段时间(2 到 120 分钟不等)振荡一次。 从该实验中我们获悉活性炭吸附过程几乎是瞬时的, 而且能在 5 分钟之内达到平衡。 因此 对于任一进一步的实验,我们都选定振荡时间为 10 分钟。同时,快速平衡的建立表明活 性炭对苯酚的高吸附容量。 加入的活性炭的的质量是影响吸附效果的另一个参数。实验方法:在选定的 10 分钟 振动时间和 0.01g/l 的苯酚溶液的条件下,分别加入质量为 0.02,0.04,0.06,0.08,0.10, 0.12g 的活性炭,进行一组吸附实验,实验结果如图一。图一表明,随着加入的活性炭质 量的增加,吸附百分比也越高。当加入的活性炭质量为 0.1g 时,溶液中几乎 99%的苯酚 都能被吸附去除。因此,在后述的实验中,都选择加入 0.1g 的活性炭。图一也表明即使 是只加入 0.02g 的活性炭,苯酚的吸附百分比也高达 94%。 苯酚浓度对活性炭吸附作用的影响是在 10 分钟的振荡时间和 0.1g 的活性炭的最佳条 件下进行实验研究得到的。在 0.1~0.7g/l 的苯酚溶液浓度之间,每隔 0.1g/l 选择一个实验 点,进行实验,得到图二所示实验结果。图二表明,苯酚溶液浓度增加到 0.3g/l 时,苯酚 的吸附去除率任在 99%以上。但当溶液浓度大于 0.3g/l 时,随着浓度的增加,苯酚的吸附 百分比下降。这就表明:在溶液浓度的增加的过程中,高吸附百分比的实验点比较少。

有关苯酚浓度对吸附的影响方面的数据是用 Freundlich 和 Langmuir 恒温方程研究 的。图二数据对应的 Freundlich 线性方程是 log X= log A + 1/n log C,各数据适用该方程 得到图三所示图形。方程中 X 表示每克活性炭吸附的苯酚的量;C 代表溶液中苯酚的剩 余浓度(g/l) ,也就是最终浓度;1/n 表示直线斜率,代表着吸附效果随苯酚溶液浓度的 不同而不同;A 是截距,它表示活性炭所能从从单位浓度溶液中吸附苯酚的容量。从图上 可以看出, Freundlich 线性方程不适用于上面实验所研究的浓度范围之外的其他浓度。 图二的 Langmuir 线性方程式是(C/X) = 1/KX +C/Xm。其中 C 和 X 的意义同上;Xm 是单层容量的大小;K 是关于吸附热的一个常量。以(C/X)做纵坐标,C 为横坐标,得到 一条图四所示直线。该图表明在所研究的浓度范围内,各实验数据是符合 Langmuir 线性 方程的。通过线性回归分析得到该直线的线性相关系数达到了 0.9957。.

在前述最佳吸附条件下,实验得到活性炭对其他有机物(三硝基酚,焦棓酸,水杨 酸)吸附百分比,并将其与对苯酚的吸附百分比相比较,以检验活性炭作为吸附剂的可行 性,比较结果如表二所示。图二表明,活性炭对这些化合物的吸附百分比也很高,因此, 这些有机物能与苯酚一起用活性炭从溶液中回收。

活性炭去除苯酚的可行性是通过洗涤实验来评估的。这个实验需要一个 30 cm x 0.7 cm 的玻璃杯,玻璃杯里面用一个玻璃丝网盛有已知重量的活性炭。然后装入 0.1g/l 的苯 酚溶液,并保持 10 分钟,超过 99.8%的苯酚将会被活性炭吸附。用蒸馏水,0.5M NaOH 和 0.1 M HCl 来洗涤被吸附了的苯酚。图五显示了苯酚的洗涤过程。蒸馏水,0.5M NaOH 和 0.1 M HCl 洗涤苯酚的能力如下:

之所以有这种明显的差距, 是因为它们有不同的离子组成形式。 酚盐离子比苯酚具有 更大的振动能。这是由于与酚盐离子相比,苯酚这种规范的结构既没有电荷分离,也没有 负电性元素(氧) 。因而在水中离子更稳定。因此,与在水中相比,在 NaOH 溶液中被吸 附了的苯酚更容易溶析出来。HCl 能够使苯酚中的氧质子化,但是离子形式更不稳定,由 于规范结构的电荷分离和正电荷附着于更多的负电性元素上。但是, HCl 的溶析能力还是 比水强,因为 HCl 中的离子能加强溶解度。总之,NaOH 是比酸和水更好的溶析试剂, 这从图五中能明显得到。NaOH 溶析率达 99%, 而 HCl 只有 12% ,H2O 6%. 结论 在这些数据的基础上, 我们得到在废水溶液排到水体之前, 活性炭能够作为吸附剂去 除溶液中的苯酚。这种方法简单,经济,快速而且不需要任何化学处理。而且被吸附了的 苯酚能被洗涤出来, 得到的苯酚可以应用于各种工业。 而释放苯酚后的活性炭也能回收利 用,不会产生废物处理问题。


相关文章:
...Solutions and Two Nitroderivated on Activated Carbon_论文_....pdf
Adsorption of Phenol Aqueous Solutions and Two Nitroderivated on Activated Carbon_能源/化工_工程科技_专业资料。JCeCeEg6(022926.hm.hm.n.21)1-2 Adsort...
...the Adsorption of Phenol by Activated Carbon from Aqueous ....doc
A Study of the Adsorption of Phenol by Activated Carbon from Aqueous Solutions - 关于活性炭对溶液中苯酚吸附作用的研究
...the Adsorption of Phenol by Activated Carbon from Aqueous ....unkown
c TU¨ BITAK A Study of the Adsorption of Phenol by Activated Carbon from Aqueous Solutions Riaz QADEER Pakistan Atomic Energy Commission, P.O. Box ...
...in aqueous solutions by adsorption on activated carbon.unkown
removal of phenol in aqueous solutions by adsorption on activated carbon S....solution pH, adsorbent dose, phenol concentration and temperature were studied...
...Compounds from Aqueous Solution onto Activated Carbon Fibers.unkown
//www.researchgate.net/publication/231542280 Adsorption Isotherms of Phenolic Compounds from Aqueous Solution onto Activated Carbon Fibers ARTICLE in JOURNAL OF...
...of phenol from aqueous solutions using activated carbon ....unkown
All rights reserved doi: 10/5004/dwt.2012.2483 37(2012)230 237 January Adsorption of phenol from aqueous solutions using activated carbon prepared from...
...of phenol from aqueous solutions using activated carbon ....unkown
//www.tandfonline.com/loi/tdwt20 Adsorption of phenol from aqueous solutions using activated carbon prepared from crofton weed Chao Hua a , Runhu Zhang ...
ADSORPTION EQUILIBRIA BETWEEN ACTIVATED CARBON AND PHENOL ....unkown
CARBON AND PHENOL DISSOLVED IN LIQUID AND SUPERCRITICAL AQUEOUS SOLUTIONS G. ... can be usefully obtained by adsorption on fixed bed of activated carbon. ...
...Phase Adsorption of Phenolic Compounds on Activated Carbon.unkown
lAboratory batch studies were conducted on adsorption of phenol, 3-chlorophenol and o-cresol from aqueous solution by Norit Granular Activated Carbon (NAC ...
...Compounds from Aqueous Solutions, by Activated Carbons, ....unkown
Phenolic Compounds from Aqueous Solutions, by ...solution pH below that of dissociation of the ...the adsorption process on carbon materials basically...
Study of Phenol adsorption from aqueous solution onto ....unkown
2, Issue. 4, October 2015, ISSN 2349-0780 Study of Phenol adsorption from aqueous solution onto Aluminium-activated carbon: Kinetics, equilibrium and ...
Removal of phenol from aqueous solution by adsorption onto ....unkown
published on August 20, 2013 Abstract Removal of phenol from aqueous solution by adsorption onto activated carbon and Aspergillus niger biomass was ...
...from Aqueous Solutions by Adsorption on Activated Carbon ....unkown
Phenol Removal from Aqueous Solutions by Adsorption on Activated Carbon ...activated carbon prepared from MR and treated with KMnO4 to study the...
Adsorption of Phenol from Aqueous Solutions by Carbon ....unkown
2015/405036 Research Article Adsorption of Phenol from Aqueous Solutions by Carbon Nanomaterials of One and Two Dimensions: Kinetic and Equilibrium Studies M....
...from diluted aqueous solutions by activated carbons ....unkown
Adsorption of phenol from diluted aqueous solutions by activated carbons ...fruit were used to study the adsorp- tion of phenol from aqueous solution...
...in the removal of phenolic compounds from aqueous solution.unkown
Kinetic and isotherm studies of adsorption and biosorption processes in the removal of phenolic compounds from aqueous solutions: comparative study Journal of ...
...in the removal of phenolic compounds from aqueous solution.unkown
studies of adsorption and biosorption processes in the removal of phenolic compounds from aqueous solutions: comparative study Abdolmajid Gholizadeh1, Majid ...
Batch Studies of Adsorption of Phenol from Aqueous Solutions ....unkown
Batch Studies of Adsorption of Phenol from Aqueous Solutions Using Rice Husk Ash Samah B. Daffalla1,*, Hilmi Mukhtar2, Maizatul S. Shaharun3 1, 2...
...for the Removal of Aqueous Phenol from Activated Carbon ....unkown
Engineering (EMSES2012) Fixed Bed Adsorption Column Studies for the Removal of Aqueous Phenol from Activated Carbon Prepared from Sugarcane Bagasse H.D.S....
...Carbon and Its Adsorption for Phenol in Aqueous Solution.unkown
Preparation of Waterborne Polyurethane Foam with Active Carbon and Its Adsorption for Phenol in Aqueous Solution Image not found PhImttrpaig:n/e/wtnwotwf....
更多相关标签: