改性沸石去除水中镍的实验研究

曲爽

摘 要：镍对人体健康有严重危害，为探索含镍废水处理方法，采用分光光度法研究了改性沸石的除镍效果。探讨了吸附时间、吸附温度、水样酸度等因素对废水中Ni2+去除效果的影响。

关键词：废水处理；改性沸石；吸附；镍

中图分类号：TQ085.412 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）21-0175-02

1 概 述

改性沸石是含网架状结构的铝硅酸盐矿物，其内部多孔，比表面积较大，具有良好的吸附和离子交换性能，因此是一种天然的廉价吸附剂[1]。吸附法因材料价廉易得、去除效果好，近年来的研究主要集中在寻求更为合适的新型廉价吸附材料[2]。沸石[3]是自然界中广泛存在的一种硅铝酸盐矿，是吸附重金属离子的吸附能力较好的极性吸附剂。影响沸石吸附能力的主要因素有温度、污染物浓度、时间、pH等。

本研究的主要内容：

①研究吸附时间对改性沸石去除镍离子效果的影响；

②研究吸附温度对改性沸石去除镍离子效果的影响；

③研究pH值对改性沸石去除镍离子效果的影响；

④研究水样中Ni2+浓度对改性沸石去除镍离子效果的影响。

2 实验过程

2.1 检测方法

2.1.1 工作曲线的绘制

在六个50 mL容量瓶中，分别加入已稀释的标准Ni2+溶液（0.1 mg/ml），再分别依次加入1 ml丁二酮肟，2 ml饱和溴水和 5 ml浓氨水，用蒸馏水稀释至刻度，混匀。用1 cm比色皿在470 nm处以空白样品作参比液，用分光光度计测量其吸光度。

将所得数据以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标作工作曲线，三次平行实验的测定结果，见表1。

取上述三次平行实验数据的平均值。浓度——吸光度实验数据，见表2。

根据上表绘制出一条标准工作曲线，如图1所示。

2.1.2 样品的测定

取20 ml已处理好的待测镍样品溶液于50 ml容量瓶中，依次加入1 ml丁二酮肟，2 ml饱和溴水和5 ml浓氨水，用蒸馏水稀释至刻度、混匀。在上述相同条件下测定其吸光度。利用工作曲线找出被测样品中的浓度。

2.2 研究各影响因素对镍去除效果的影响

①取制备的5 mg/L的含镍废水于5个相同的锥形瓶中，在锥形瓶中倒入25 ml含镍的废水样品，再分别加入2.5 g改性沸石，吸附不同时间后，分别取20 ml上清液置于5个50 ml容量瓶中，依次加入1 ml丁二酮肟、2 ml饱和溴水和5 ml浓氨水，再用蒸馏水稀释至标线，分别测量其吸光度，结果，见表3。

②在锥形瓶中倒入50 ml含镍的废水样品，再分别加入2.5 g改性沸石，在不同温度的水浴锅中吸附，吸附后，分别取20ml上清液置于5个50 ml容量瓶中，依次加入1 ml丁二酮肟、2 ml饱和溴水和5 ml浓氨水，再用蒸馏水稀释至标线，分别测量其吸光度，结果见表4。

③在锥形瓶中倒入25 ml含镍的废水样品，再分别加入2.5 g改性沸石，分别调节其pH值，吸附后，分别取20 ml上清液置于5个50 ml容量瓶中，依次加入1 ml丁二酮肟、2 ml饱和溴水和5 ml浓氨水，再用蒸馏水稀释至标线，分别测量其吸光度，结果见表5。

2.3 结果与讨论

2.3.1 吸附时间对镍去除率的影响

随着吸附时间的延长，废水中Ni2+的去除率逐渐增加，在0～75 min内去除率增加较快，25 min时，吸附率是2.5 %，50 min时Ni2+去除率已达39.5 %，75 min时达70 %，在150 min时去除率已经达到80.5 %， 200 min时，Ni2+的去除率是80 %。其后继续延长吸附时间，吸附率趋于稳定。

2.3.2 吸附温度对镍去除率的影响

在相同的条件下，随着吸附温度的升高，废水中Ni2+的去除率在20 ～60 ℃增加的幅度较大，由20 ℃的2.5 %增加到60 ℃时的75 %。在温度为80 ℃时，去除率达到90 %，去除后浓度为0.5 mg/L，因此增加温度对提高去除率有利。

2.3.3 pH值对镍去除率的影响

对废水pH值进行调节后，在pH值为3时，Ni2+的去除效率是0.5 %；

pH值是4时，Ni2+的去除效率是34 %；

当pH值是5时，Ni2+的去除率上升到50 %；

pH值到6时，Ni2+的去除率是69.5 %；

当pH值为7时，Ni2+的去除率已经达到80 %，在研究的pH值范围内溶液中Ni2+的去除率随pH值的升高而增大。

但并非pH越高越有利，当废水中的pH值大于8之后，溶液中的Ni2+会发生沉淀，处理不当时极易引起二次污染

3 结 语

采用分光光度法研究吸附时间、吸附温度、水样酸度等因素对废水中Ni2+去除效果的影响，得到以下结论。

改性沸石对含镍废水中的镍具有较强的去除作用，对浓度为5 mg/L的含镍废水，按吸附时间为150 min的情况下，镍去除率可达80.5 %以上；吸附温度是80 ℃时，镍去除率达到90 %。

pH值是影响除镍效果的重要因素，pH<4.0条件下，镍去除率较低，pH>7.0条件下产生沉淀，因此pH值为4.0～7.0条件下除镍效果较好，在pH值是7时，镍去除率可达80 %。

参考文献：

[1] 唐受印，汪大.废水处理工程[M].北京：化学工业出版社，1998.

[2] 高俊敏，郑泽根，王琰.沸石在水处理中的应用[J].重庆建筑大学学报， 2001，（1）.

[3] 王容果，武卫莉，古万里.复合材料概论[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出 版社，2001.