粉末活性焦对水中磷酸盐的吸附性能

摘要

以蒙东褐煤为原料,通过沉降炉炭化活化一步法制备了粉末活性焦(COKE),其具有丰富的孔隙结构,以微孔为主,占据比表面积的79.3％.考察了活性焦对水中磷酸盐的吸附性能,并进一步研究了吸附时间、温度、初始pH值、初始磷酸盐浓度、活性焦投加量和共存离子对吸附过程的影响,以及吸附动力学、吸附等温线和热力学特征.结果表明:活性焦对水体中的磷酸盐具有良好的吸附性能.在30℃,pH=7的条件下,利用20.00g/L活性焦吸附lmg/L磷酸盐溶液,60min即可达到吸附平衡,此时吸附率可达89.4％.当吸附温度越高(10～40℃),活性焦投加量越大,溶液pH值在6～7时,活性焦对水中磷酸盐的去除效果越好.共存离子的存在(NO3-、SO42-、CO32-)对活性焦吸附磷酸盐有抑制作用.活性焦对磷酸盐溶液的吸附过程较好符合Freundlich模型(R2＞0.99)和准二级动力学模型(R2＞0.99),最大吸附容量为1.746mg/g(30℃),并通过热力学分析发现此过程为自发的吸热反应.利用傅立叶红外光谱分析进一步表明,活性焦吸附磷酸盐主要依靠配位交换.与活性炭相比,活性焦性价比更高,具有良好的应用前景.