活性碳纤维吸附去除废水中Cr（VI）的研究

王　宁　刘青艳　李排方　刘德锋（.郑州市污水净化有限公司，河南　郑州　450000；.河南电视台，河南　郑州　45000；.中牟县姚家镇中心小学，河南　中牟　45450）



活性碳纤维吸附去除废水中Cr（VI）的研究

王宁1刘青艳2李排方2刘德锋3
（1.郑州市污水净化有限公司，河南郑州450000；2.河南电视台，河南郑州450002；3.中牟县姚家镇中心小学，河南中牟451450）

活性炭纤维对有机污染物具有良好的吸附去除能力，基于此，探讨其对重金属Cr（VI）的吸附去除行为。分别考查活性炭纤维用量、初始pH条件、盐度对活性炭纤维吸附去除Cr（VI）的影响，选用Langmuir和Freundlich等温吸附方程对所得数据进行拟合，结果表明：活性炭纤维对Cr（VI）的吸附更符合Langmuir吸附模型；活性碳纤维对Cr（VI）有良好的吸附去除能力，具有一定的实际应用前景。

活性炭纤维；Cr（VI）；吸附；水处理

含铬废水来源广泛，主要来自铬酸盐、染料、制革、印染、电镀和铬矿开采等工矿企业，化学实验室也产生少量含铬废水。废水中的铬主要以Cr（VI）的形式存在，属重金属一类污染。Cr（VI）存在于水中，会对水生物造成毒性，进一步危害人类的身体健康，进入土壤中对农作物也会造成严重的威胁［1，2］。前人对重金属Cr（VI）的去除方法主要有2种［3］。一种是利用还原剂或者生物还原菌群将Cr（VI）还原成毒性很小的Cr（Ⅲ），另一种是通过絮凝、吸附等方法直接去除Cr（VI）。吸附作用又称吸着作用，不容易造成二次污染。

活性炭纤维（Activated Carbon Fiber，以下简称ACF）具有比表面积大、微孔发达、孔径分布窄、吸附速度快、吸附能力强和再生容易等优点，主要用于有机污染物的去除。该研究以ACF作为吸附剂，对典型重金属Cr（VI）进行吸附去除，以期探讨采用ACF吸附去除重金属的可行性和实用性。

1　材料与方法

1.1试验仪器和试剂

UVmini-1240紫外可见分光光度计（Shimadzu），PHS-2C酸度计，ZH-D全温振荡器。K2Cr2O7等其他所用试剂均为分析纯。

1.2试验方法

吸附等温线是在一系列各盛有100mL含Cr（VI）5～100mg/L的锥形瓶中进行，加入0.06g ACF，除非特殊说明体系pH为3.0。吸附完毕，用0.45μm膜过滤后后分析溶液中的Cr（VI）的浓度。考查pH、盐度时所用的Cr（VI）溶液为100mL的50mg/L Cr（VI）溶液，用HNO3或NaOH调节酸度。体系在恒温振荡器中振荡一定时间，转速180r/min。吸附试验均在25℃的环境下进行。

1.3分析方法

采用GB2006二苯碳酰二肼比色法进行测定。

2　结果与讨论

分别用Langmuir模型和Freundlich模型分别对吸附等温线进行拟合，图1为根据Langmuir模型对吸附等温线进行拟合的结果曲线。

图1　Langmuir对ACF吸附Cr（VI）的吸附等温线的拟合

为了对比，再用Freundlich模型对吸附等温数据进行拟合，见图2。

2个模型的拟合数据参数见表1。对Langmuir和Freundlich拟合数据进行分析表明，1/n介于0.5～1.0，属于可吸附材料的范畴。并且Langmuir拟合的R2的值为0.995 3，大于由Freundlich模拟的R2值0.862 0，说明该吸附更符合Langmuir模型。又由于b小于1，这种吸附材料很有可能是多层吸附的，并且在吸附过程中吸附质向吸附剂扩散过程中受到了阻碍，可以考虑改性吸附材料使该吸附剂的吸附容量进一步扩大，达到更好的吸附效果。

表1　Langmuir模型和Freundlich模型常数

图2　Freundlich对ACF吸附Cr（VI）的吸附等温线的拟合

3　结论

利用活性炭纤维吸附去除废水水中的重金属Cr（VI）时，与Freundlich吸附模型相比，活性炭纤维对Cr（VI）的吸附更符合Langmuir吸附模型。试验结果证明，酸性条件利于Cr（VI）的吸附去除，盐度的增加会通过竞争吸附的作用明显抑制Cr（VI）的吸附，体系的温度升高则有利于Cr（VI）的吸附去除。初步研究表明，活性炭纤维能够快速有效地吸附去除Cr（VI），效果好于常见的无机吸附剂和活性碳，具备切实的实际应用价值。

［1］L.Langmuir.The adsorption of gases on plane surface of glass，mica and platinum［J］.J.Am.Chem.Soc.，1918 （40）：1361-1403.

［2］熊毅等.土壤胶体（第2册）：土壤胶体研究法［M］.北京：科学出版社，1985.

［3］任守信.水中铬的化学形态分布［J］.中国环境科学，1989（1）：40-43.

Study on Removal of Cr（VI）from Wastewater by Activated Carbon Fiber

Wang Ning1Liu Qingyan2Li Paifang2Liu Defeng3
（1.Zhengzhou Municipal Wastewater Purification Co.Ltd.，Zhengzhou Henan 450000；2.Henan TV Station，Zhengzhou Henan 450002；3.Zhongmu Couty Yao Town Central Primary School，Zhongmu Henan 451450）

Activated carbon fiber has a good adsorption capacity for organic pollutants，based on this，this paper investigated the adsorption and removal of heavy metal Cr（VI）.The effects of activated carbon fiber dosage，initial pH condition and salinity on the removal of Cr（VI）from activated carbon fibers were investigated，the obtained data were fitted by Langmuir and Freundlich isothermal adsorption equation.The result showed that the adsorption of Cr（VI）on activated carbon fibers was more consistent with the Langmuir adsorption model，and activated carbon fiber had a good adsorption capacity for Cr（VI），which had a certain practical application prospects.

activated carbon fiber；Cr（VI）；adsorption；water treatment

X703.1

A

1003-5168（2016）04-0127-02

2016-03-21

王宁（1986-），男，硕士，助理工程师，研究方向：水处理技术。