改性活性炭对废水中汞吸附的研究

田瑜 陈利粉 宋盈（河南省安阳市环境保护监测中心站，河南安阳 455000）

改性活性炭对废水中汞吸附的研究

田瑜 陈利粉 宋盈（河南省安阳市环境保护监测中心站，河南安阳 455000）

用硝酸-盐酸溶液改性活性炭，并用于吸附废水中的汞，采用原子荧光分光光度计测定吸附后溶液中含汞量。比较不同条件下，改性活性炭对废水中汞的吸附效率。

改性活性炭；汞；吸附

汞及其化合物是一种有毒物质，可以在生物体中蓄积，在环境中能以零价态存在，进入环境水体中的无机汞可以转化成毒性更大的有机汞，直接或间接的影响到水体生物、陆生生物和人类健康，因此对于水体中汞的去除的研究已经刻不容缓。

活性炭是一种多孔活性物质，其比表面积大，表面官能团较为丰富，被广泛应用于环境空气、水体中污染物的治理。目前，活性炭改性的方法主要有物理法微波辐射、超声波改性；化学法氧化还原、负载金属、酸碱、电化学、负载杂原子和化合物等方法改性[1]。本文通过硝酸-盐酸（1:1）体系改性活性炭，并利用其吸附废水中的汞，考察不同条件对废水中汞吸附性能的影响。

1 实验部分：

1.1 仪器，试剂和材料

（1）AFS-930原子用光分光光度计（北京吉天仪器有限公司）;PHSJ-3F PH计（上海精密科学仪器有限公司）；AL204电子天平（梅特勒-托利多上海仪器有限公司）；HY-5A回旋式振荡器（江苏金坛恒丰制造有限公司）；101-00A恒温干燥箱（金坛市白塔新宝仪器厂）。

（2粒状活性炭；汞标准溶液（环境保护部标准样品研究所）；所用酸均为优级纯酸，所用氢氧化钠为优级纯试剂。

1.2 活性炭改性

实验采用的吸附剂为粒状活性炭，在使用前应先经过预处理。处理方法：将一定量的活性炭浸泡到浓硝酸和浓盐酸（1:1）溶液里，用磁力搅拌器搅拌5小时，然后用去离子水洗干净，再在去离子水里煮沸20 min，置于恒温干燥箱中，在105oC下恒温干燥24 h。

2 结果与讨论：

2.1 pH值对吸附效果的影响

取6个离心管，每个离心管里加100mL含汞溶液和2.5g(± 0.003g)预处理过的活性炭，通过添加NaOH溶液和HNO3溶液来调节Hg2+溶液的pH，使溶液的pH分别为4、5、6、7、8、9，放入振荡器中震荡6h，取出过滤，再用原子荧光光度计测定溶液中Hg2+离子的含量实验结果见图1。

结果表明，随着pH值的增加，活性炭对重金属离子的吸附作用增大、吸附量增强。pH为6时，其对汞的吸附效果最佳。酸性溶液中活性炭对重金属的吸附能力增加，但在碱性溶液中其吸附能力相对较低，酸性溶液比碱性溶液有利于活性炭对重金属的吸附去除。

图1.pH值对吸附效果的影响

2.2 吸附时间对吸附效果的影响

根据上组实验结果，选定pH值为6，测定吸附时间对活性炭吸附效果的影响。取6个离心管，每个离心管里加100 mL含汞溶液和2.5g(±0.003g)预处理过的活性炭，调节pH至6（± 0.04），分别震荡1 h、2 h、3 h、4 h、5 h、6 h，取出过滤，用原子荧光光度计测定溶液中Hg2+离子的含量，结果见图2。

图2.吸附时间对吸附效果的影响

结果表明，前四小时活性炭吸附率呈上升趋势，随着时间延长，溶液中的Hg2+的浓度缓慢降低，吸附达到平衡。达到平衡的时间大约5h。

2.3 活性炭加入量对吸附效果的影响

根据上两组实验结果，选定pH值为6，震荡吸附时间为5 h，测定活性炭添加量对吸附效果的影响。取5个离心管，每个离心管里加100mL含汞溶液，分别加入0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g的活性炭，然后调节pH至6（±0.04），震荡5 h后取出过滤，用原子荧光光度计测定溶液中Hg2+离子的含量，结果见图3。

结果表明，活性炭量在2g以下时，随着活性炭投加量的增加，活性炭对Hg2+的吸附率明显升高，活性炭量在2g以上时，活性炭的吸附率几乎不再增加，所以根据实验结果，2g的投加量为最适投加量。

图3.活性炭加入量对吸附效果的影响

3 结语

实验结果表明，活性炭吸附水中Hg2+溶液最佳pH值为6，活性炭的最佳量为2.0g，达到吸附平衡的时间大约为5 h，活性炭颗粒处理10μg/L的Hg2+溶液的吸附效率最高，可达99.53%。且随着汞离子溶液的初始浓度的增加，定量的活性炭对其的去除率逐渐降低。

[1]陈孝云林秀兰魏起华林金春欧水丽.活性炭表面化学改性及应用研究进展[J].科学技术与工程,2008,19(8):5463－5467.

田瑜（1987-），女，硕士研究生，助理工程师，研究方向：环境监测。