負(fù)載鋁改性針鐵礦吸附Cu2+最佳條件的探究

崔亞飛+金琳+張世征+白棲霞

摘 要：對(duì)負(fù)載鋁改性針鐵礦進(jìn)行研究，探究溫度、pH值、時(shí)間、離子強(qiáng)度、初始Cu2+濃度對(duì)負(fù)載鋁改性針鐵礦吸附去除含銅廢水中Cu2+的影響。通過實(shí)驗(yàn)，確定了改性針鐵礦對(duì)含銅廢水中Cu2+的最佳吸附條件。并且根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)負(fù)載鋁改性針鐵礦的吸附動(dòng)力學(xué)，吸附熱力學(xué)進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：負(fù)載鋁改性；吸附；Cu2+

1 引言

負(fù)載鋁改性針鐵礦對(duì)含銅廢水中Cu2+具有很好的吸附作用。隨著中國科技，工業(yè)的發(fā)展，中國作為世界上最大的電子產(chǎn)品消費(fèi)國，同時(shí)也是世界上最大的電子產(chǎn)品生產(chǎn)國，每年銅制印刷版生產(chǎn)量位居世界頭位。這些電子產(chǎn)品造成的一個(gè)嚴(yán)重后果就是含銅的廢水，廢物大量產(chǎn)生排放，得不到充分處理直接排放到環(huán)境中去，對(duì)環(huán)境造成巨大的污染后果。因此，探究銅吸附劑（負(fù)載鋁改性針鐵礦）對(duì)含銅廢水中Cu2+的最佳吸附條件具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 溫度對(duì)負(fù)載鋁改性針鐵礦吸附效果的影響

取等量且適量負(fù)載鋁改性針鐵礦，分別在15-65℃下，pH值為7，負(fù)載鋁改性針鐵礦濃度為5g/L，離子強(qiáng)度為0.1，含銅廢液用量250ml。試驗(yàn)步驟：用0.1mol/LNaOH，0.1mol/LHCl調(diào)整溶液的pH值；將負(fù)載鋁改性針鐵礦每次加入50ml，直至200ml，在震動(dòng)攪拌機(jī)上，以180r/min轉(zhuǎn)至10h，靜置24h；測定上清液中殘余Cu2+質(zhì)量濃度。

經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下

2.2 pH值對(duì)負(fù)載鋁改性針鐵礦吸附效果的影響

具體試驗(yàn)步驟同上，pH值分別為4—9，將負(fù)載鋁改性針鐵礦加入溶液后，靜置24h，測定上清液中殘余Cu2+質(zhì)量濃度。

2.3 時(shí)間對(duì)負(fù)載鋁改性針鐵礦吸附效果的影響

試驗(yàn)步驟不變，靜置時(shí)間依次為12h，24h，36h，48h，60h，測定上清液中殘余Cu2+質(zhì)量濃度。

2.4 離子強(qiáng)度對(duì)負(fù)載鋁改性針鐵礦吸附效果的影響

把含銅廢水離子強(qiáng)度設(shè)定為0.1，0.01兩組，其它條件與上述保持不變，測定上清液中殘余Cu2+質(zhì)量濃度。

離子強(qiáng)度為0.1時(shí)，吸附率為90.80%；離子強(qiáng)度為0.01時(shí)，吸附率為86.81%

2.5 Cu2+初始濃度對(duì)負(fù)載鋁改性針鐵礦吸附效果的影響

將含銅廢水離子Cu2+初始濃度設(shè)定為4㎎/L，5㎎/L兩組，其它條件與上述保持不變，測定上清液中殘余Cu2+質(zhì)量濃度。試驗(yàn)結(jié)果如圖，

3 結(jié)果分析

（1）對(duì)于溫度這一影響因素，吸附率隨著溫度的增加而增大，至45℃以上，吸附率增速緩慢。分析其熱力學(xué)吸附方程，經(jīng)擬合得出，吸附熱力學(xué)擬合公式：y=4E-07x5-9E-05x4+0.0076x3-0.3262x2+7.1638x+25.044。

（2）pH值因素，當(dāng)pH值在8-9范圍內(nèi)吸附率為最大值。

（3）由試驗(yàn)可知，時(shí)間因素，隨著吸附時(shí)間的延長，吸附率逐漸增加。至24h后，基本保持不變。經(jīng)分析，動(dòng)力學(xué)吸附方程經(jīng)擬合得出：y=-3E-05x4+0.0049x3-0.3073x2+8.3218x+6.88。

（4）離子強(qiáng)度因素，由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，離子強(qiáng)度為0.1時(shí)吸附率較高，但0.1與0.01離子強(qiáng)度對(duì)于吸附率影響不大。

（5）Cu2+濃度因素，初始Cu2+濃度較小時(shí)，吸附率較高，但是該因素對(duì)實(shí)際應(yīng)用無指導(dǎo)意義。

4 結(jié)論

根據(jù)上述試驗(yàn)，負(fù)載鋁改性針鐵礦吸附Cu2+在實(shí)際應(yīng)用的最佳條件為，溫度55℃（±10℃），pH值為8-9，吸附時(shí)間為24h，離子強(qiáng)度為0.1。

參考文獻(xiàn)

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