活性炭纤维对镉离子吸附性能的研究

朱冬冬，任淑华

(鲁东大学 化学与材料科学学院，山东 烟台 264025)

镉作为原料或催化剂用于生产电池、塑料、颜料和试剂，还可作为生产不锈钢、合金、电视机荧光屏等的原料，另外镉还是原子核反应堆中控制棒的材料之一[1]。镉的广泛应用，使重金属镉进入到生态环境中，含镉废水污染环境，危害植物，动物和人类。废水中镉的去除有膜分离法[2]，离子交换法[3]，化学沉淀法[4]和吸附法[5]等。活性炭纤维具有较大的吸附容量和更快的吸附动力学性能。本实验正是利用活性炭纤维的优点，通过它对镉离子静态吸附实验，探讨利用活性炭纤维吸附镉离子的可行性。

1 实验部分

1.1 主要仪器及试剂

主要仪器：分光光度计，7200型，尤尼科（上海）仪器有限公司。

主要试剂：活性炭纤维，南通森友公司生产；氯化镉，上海亭新化工试剂厂生产，分析纯。

1.2 标标准曲线绘制

取6个100 mL的容量瓶，分别加入镉离子浓度为1 mg/L的氯化镉溶液0.0, 2.0, 4.0, 6.0, 8.0, 10.0 mL，加水定容到100 mL，混匀，再分别加入0.05%的达旦黄2 mL ，吐温80（1︰80）2 mL，0.01%的抗坏血酸0.5 mL，0.5 mol/L的氢氧化钠2 mL，摇匀，分别测其吸光度A，绘制标准曲线。

图1 氯化镉标准曲线Fig.1 Calibration curve of Cadmium chloride

2 结果与讨论

2.1 不同炭纤维量对吸附的影响

从图2可以看出，氯化镉溶液浓度相同时，随着活性炭纤维质量的增加，吸附百分数升高。活性炭纤维质量为 0.2 g时，对氯化镉溶液的吸附量为85%，说明活性炭纤维的吸附能力较强。

图2 不同炭纤维量的吸附Fig.2 The adsorption of different ACF amount

2.2 不同氯化镉浓度对吸附的影响

从图3可以看出，活性炭纤维的的吸附量随氯化镉溶液浓度的升高而增加，最后达平衡，吸附量不再变化。

图3 不同氯化镉浓度的吸附Fig.3 The adsorption of different Cadmium chloride concentration

2.3 不同振荡时间对吸附的影响

从图4可以看出，随着吸附时间的延长，活性炭纤维对氯化镉的吸附百分数升高。当吸附90 min后，吸附百分数变化很小，说明活性炭纤维的吸附达到饱和，吸附趋向平衡。

2.4 不同pH值对吸附的影响

从图5可以看出，活性炭纤维对氯化镉的吸附率随pH值的升高而增加。pH值大于8时，吸附百分数变化很小，说明活性炭纤维的吸附达到饱和，吸附趋向平衡。

图4 不同振荡时间的静态吸附Fig.4 The adsorption of different oscillation time

图5 不同pH 的吸附Fig.5 The adsorption of different pH

3 结 论

(1) 正文活性炭纤维是一种良好的吸附剂，实验中对氯化镉的吸附率最高达85%。

(2) 在所选用条件范围内的较佳条件是：活性炭纤维的质量为0.2 g，初始浓度为200 mg/L，吸附时间为90 min。

［1］顾国维，陈祖奇.活性炭纤维及其在环境中的应用[J].四川化学，2000，19（1）：2326.

［2］邓娟利， 胡小玲， 管萍， 曾盛， 赵亚梅， 王广东．膜分离技术及其在重金属废水处理中的应用[J]. 材料导报，2005，19(2)：23-26．

［3］张德强， 康海彦， 杨莉丽， 李娜， 高丽荣．离子交换树脂吸附 Cd(Ⅱ)和 Pb(Ⅱ)的研究[J]. 环境科学与技术，2003， 26（s1)：4-5．

［4］谭浩强，吴维，刘志滨，何文杰，韩宏大，马越. 化学沉淀法去除水中镉的特性研究[J]. 供水技术，2010，4（4）：9-11.

［5］何慧军，杨春平，罗胜联，郑颖，刘莉华．改性污泥活性炭对水中镉离子的吸附性能[J].环境工程学报，2012，6(11)：4034-4040.