电吸附法去除水中重金属离子的研究

摘要

目前，水体中的重金属污染日益受到人们的共同关注，这也成为国内外水环境污染治理的研究难题和焦点。水体中的重金属离子可以在水生生物中富集，通过食物链危害人体健康。目前常用的处理重金属离子废水的方法有化学沉淀法、氧化法、还原法、蒸发浓缩法、离子交换法、活性炭吸附法和浮选法等，但都不同程度存在操作困难、处理费用昂贵、易造成二次污染等缺点。针对这些问题，本实验采用电吸附法去除水中的重金属离子。电吸附法是近60年来发展起来的新型水处理技术，具有能耗低、对环境无二次污染等优点，在水处理的领域有很大的应用潜力和广泛的应用前景。
　　 本试验通过模拟含镍废水和含铜废水，采用复合电极电吸附法对Ni2+、Cu2+离子进行去除。首先确定了吸附平衡时间；分别讨论了电压、初始浓度、pH值等因素对Ni2+、Cu2+离子去除效果的影响。通过实验得出：溶液pH为6～7时，Ni2+离子的电吸附效果最佳，溶液pH为5～6时Cu2+离子的电吸附效果最佳；在本实验施加的电压范围内，电压越高对Ni2+、Cu2+离子的吸附越有利，但由于电解反应的发生使得电压的升高受到限制；Ni2+和Cu2+离子的初始浓度越小，吸附效果越好。
　　 然后分别从电吸附动力学与热力学两方面考察了电压对Ni2+、Cu2+离子电吸附效果的影响。实验结果表明：复合电极对重金属离子的电吸附的过程符合Lagergren一级动力学方程和二级动力学方程，后者比前者具有更好的拟合结果，因为Lagergren一级动力学方程只能描述复合电极对Ni2+、Cu2+离子电吸附过程的初始阶段，而Lagergren二级动力学方程能很好的描述复合电极对Ni2+、Cu2+离子电吸附的整个过程。复合电极对Ni2+、Cu2+离子的电吸附作用符合Freundlich等温式和Langmuir吸附等温式，说明Ni2+、Cu2+离子在复台电极上的电吸附属于单分子层吸附；且随着电压升高，Freundlich吸附系数K增大，进一步说明电压是影响电吸附能力的重要因素。
　　 最后，研究了Ni2+、Cu2+离子的电脱附再生过程，通过实验发现，经过多次电脱附再生后，吸附率和脱附率降低的并不明显，所以对Ni2+、Cu2+离子进行电脱附再生具有可行性。

目录

1绪论

2电吸附法去除水中的镍离子

3电吸附法去除水中的铜离子

4结论与建议

致谢

参考文献

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