改性活性炭材料对水中天然有机物的吸附性能研究
力也较强。
3.1.3单宁酸的吸附动力学曲线
0.80.6y = -0.0394x + 0.897R2 = 0.7044log(qe-qt)0.40.200-0.2-0.4t510152025椰壳炭市场炭dy = -0.0462x + 0.8536R = 0.5962
图3- 4两种炭在不同时间下对单宁酸的吸附(假一级动力学方程拟合结果)
0.90.80.70.60.50.40.30.20.10010t20y = 0.0247x + 0.0315R2 = 0.9972y = 0.0294x + 0.036R2 = 0.9956t/qt30椰壳炭市场炭
图3- 5两种炭在不同时间下对单宁酸的吸附(假二级动力学方程拟合结果)
根据图3-4、3-5可以看出因假二级拟合方程线性相关系数R2均在0.99以上,因此活性炭对单宁酸的吸附动力学方程符合假二级动力学方程。该模型已成功的与应用于一些生物吸附过程中。随着吸附时间的延长,对单宁酸的吸附量逐渐增加,直到达到吸附平衡为止。根据斜率和截距求出椰壳炭的qe=40.49、K2=0.0194;市场炭的qe=34.01、K2=0.0240。qe为平衡吸附量,K2为假二级动力学吸附速率常数。由此可见市场炭比椰壳炭略先达到平衡,但平衡时的最大吸附量要小于椰壳炭。
16
改性活性炭材料对水中天然有机物的吸附性能研究
3.2对腐植酸的吸附性能研究
3.2.1腐植酸的标准曲线
图3-6表示腐植酸的吸光的和浓度之间的线性关系,横坐标为浓度纵坐标为吸光度,从图中可以得出它的线性回归方程是A=-0.008+0.0091C。该曲线线性关系良好,可用作标准曲线对剩余的腐植酸做定量测试。
0.30.250.2Abs0.150.10.05005101520253035C(mg/L)
图3-6腐植酸标准曲线
3.2.2腐植酸的浓度曲线
2.5y = 0.0123x + 0.71792R2 = 0.9602y = 0.0136x + 1.0228R = 0.95652Ce/qe1.510.5002040Ce6080椰壳炭市场炭100
图3-7两种炭对不同浓度腐植酸的吸附(Langmuir方程拟合结果)
17
改性活性炭材料对水中天然有机物的吸附性能研究
根据图3-7 Langmuir方程拟合结果可求得椰壳炭的qm=81.30、KL=0.0171;市场炭的qm=73.53、KL=0.0133。
4.543.532.521.510.50012lnCe345y = 0.7318x + 0.7255R = 0.97522lnqey = 0.7683x + 0.3638R = 0.97672椰壳炭市场炭
图3-8两种炭对不同浓度腐植酸的吸附(Freundlich方程拟合结果)
根据图3-8 Freundlich方程拟合结果可求得椰壳炭的n=1.366、KF=2.066;市场炭的n=1.302、KF=1.439。
从图3-7、3-8中的线性回归结果可知Langmuir方程和Freundlich方程都能较好的描述腐植酸在两种不同炭材料上的吸附效果,但Freundlich方程的拟合效果更好,1/n一般在0.100~0.500之间,n越大吸附越容易进行,KF为吸附常数,KF值越大,活性炭吸附容量越大,吸附性能越好。根据以上拟合结果由于椰壳炭的n=1.366大于市场炭的n=1.302且椰壳炭的KF=2.066大于市场炭的KF=1.439所以充分证明腐植酸在椰壳炭上比在市场炭上容易吸附,椰壳炭的吸附性能相对较好。
当1/n不在0.100~0.500范围之内,1/n值偏大,因此这两种炭用来吸附水中的有机物腐植酸尚且不能达到高度净化的目的,只能降低天然水体中此有机物的含量。
3.2.3 腐植酸的吸附动力学曲线
根据图3-9、3-10可以看出因假二级拟合方程线性相关系数R2均在0.99以上,因此活性炭对腐植酸的吸附动力学方程符合假二级动力学方程。与吸附单宁酸情况类似。随着吸附时间的延长,活性炭对腐植酸的吸附量逐渐增加,直到达到吸附平衡为止。根据斜率和截距求出椰壳炭的qe=23.09、K2=0.074;市场炭的qe=21.98、K2=0.055。由此可见椰壳炭对天然水中有机物腐植酸的吸附比市场炭先到达平衡且平衡时的最大吸附
18
改性活性炭材料对水中天然有机物的吸附性能研究
量要椰壳炭大于市场炭。
10.80.6y = -0.0038x + 0.8266R = 0.37562log(qe-qt)0.40.20-0.20-0.4-0.6t10203040椰壳炭市场炭y = -0.0196x + 0.4799R = 0.44962
图3-9两种炭在不同时间下对腐植酸吸附(假一级动力学方程拟合结果)
1.61.41.21y = 0.0433x + 0.0252R = 0.9972y = 0.0455x + 0.0378R2 = 0.99282t/qt0.80.60.40.2001020t3040椰壳炭市场炭
图3-10两种炭在不同时间下对腐植酸吸附(假二级动力学方程拟合结果)
3.3对苯酚的吸附性能研究
3.3.1 苯酚的标准曲线
图3-11表示苯酚的吸光的和浓度之间的线性关系,横坐标为浓度纵坐标为吸光度,从图中可以得出它的线性回归方程是A=0.02897+0.16913C。该曲线线性关系良好,可用作标准曲线对剩余的罗单明—B做定量测试。
19
改性活性炭材料对水中天然有机物的吸附性能研究
0.60.50.4Abs0.30.20.10051015C20253035
图3-11苯酚的标准曲线
3.3.2苯酚的浓度曲线
根据图3-12 Langmuir方程拟合结果可求得椰壳炭的qm=87.72、KL=0.1626;市场炭的qm=86.21、KL=0.0491。
10.90.80.70.60.50.40.30.20.100102030Ce405060y = 0.0114x + 0.0701R = 0.97252Ce/qey = 0.0116x + 0.2363R2 = 0.9614椰壳炭市场炭
图3-12两种炭对不同浓度苯酚的吸附(Langmuir方程拟合结果)
根据图3-13 Freundlich方程拟合结果可求得椰壳炭的n=2.770、KF=21.97;市场炭的n=1.909、KF=8.209。
20