粉末活性焦对水中磷酸盐的吸附性能

粉末活性焦对水中磷酸盐的吸附性能

论文摘要

以蒙东褐煤为原料,通过沉降炉炭化活化一步法制备了粉末活性焦(COKE),其具有丰富的孔隙结构,以微孔为主,占据比表面积的79.3%.考察了活性焦对水中磷酸盐的吸附性能,并进一步研究了吸附时间、温度、初始p H值、初始磷酸盐浓度、活性焦投加量和共存离子对吸附过程的影响,以及吸附动力学、吸附等温线和热力学特征.结果表明:活性焦对水体中的磷酸盐具有良好的吸附性能.在30℃,p H=7的条件下,利用20.00g/L活性焦吸附1mg/L磷酸盐溶液,60min即可达到吸附平衡,此时吸附率可达89.4%.当吸附温度越高(10~40℃),活性焦投加量越大,溶液p H值在6~7时,活性焦对水中磷酸盐的去除效果越好.共存离子的存在(NO3-、SO42-、CO32-)对活性焦吸附磷酸盐有抑制作用.活性焦对磷酸盐溶液的吸附过程较好符合Freundlich模型(R2>0.99)和准二级动力学模型(R2>0.99),最大吸附容量为1.746mg/g(30℃),并通过热力学分析发现此过程为自发的吸热反应.利用傅立叶红外光谱分析进一步表明,活性焦吸附磷酸盐主要依靠配位交换.与活性炭相比,活性焦性价比更高,具有良好的应用前景.

论文目录

  • 1 材料及方法
  •   1.1 实验试剂
  •   1.2 吸附剂
  •   1.3 活性焦的表征
  •   1.4 静态实验
  •   1.5 除磷效果评价
  • 2 实验结果及分析
  •   2.1 活性焦的表征
  •     2.1.1 扫描电镜
  •     2.1.2 红外光谱
  •     2.1.3 孔隙结构
  •   2.2 吸附的影响因素
  •     2.2.1 吸附时间对吸附的影响
  •     2.2.2 初始磷浓度对吸附的影响
  •     2.2.3 p H值对吸附的影响
  •     2.2.4 温度对吸附的影响
  •     2.2.5 COKE投加量对吸附的影响
  •     2.2.6 共存离子对吸附的影响
  •   2.3 吸附动力学
  •     2.3.1 准一级动力学方程
  •     2.3.2 准二级动力学方程
  •     2.3.3 粒子内扩散反应
  •   2.4 吸附等温线
  •     2.4.1 Langmuir模型吸附等温线
  •     2.4.2 Freundlich模型吸附等温线
  •   2.5 吸附热力学
  •   2.6 磷酸盐的吸附机理
  • 3 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 孙晓菲,陈桂芳,安东海,毛岩鹏,马春元

    关键词: 磷酸盐,吸附,活性焦,动力学模型,吸附等温线

    来源: 中国环境科学 2019年09期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 环境科学与资源利用

    单位: 山东大学燃煤污染物减排国家工程实验室

    基金: 国家自然科学基金资助项目(51806125,21307075)

    分类号: X703

    DOI: 10.19674/j.cnki.issn1000-6923.2019.0446

    页码: 3797-3806

    总页数: 10

    文件大小: 1510K

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