载锆颗粒活性炭吸附去除水溶液中的硫酸根离子

摘要

制备负载氧化锆的颗粒活性炭(Zr-GAC),以吸附水溶液中的硫酸根离子.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和比表面积测定等方法对Zr-GAC进行表征.结果表明,Zr-GAC具有多孔的表面积,其上具有许多由氧化锆组成的团聚体.XPS分析证实,吸附剂表面存在大量的锆和羟基,氧化锆改性后的活性炭比表面积减小.采用间歇吸附实验研究了pH值对硫酸盐吸附的影响,在pH值小于10时,吸附效果较好.吸附等温线的模拟分析表明,Dubinin-Radushkevich(D-R)方程比Langmuir模型具有更好的拟合性,由D-R方程确定的在中性水溶液最大吸附量为70.14 mg/g,远高于原GAC(8.9 mg/g).需要注意的是,D-R方程在测定溶液吸附的吸附能时可能存在问题,值得进一步研究.动力学研究表明,硫酸根在Zr-GAC上的吸附速度较快,并遵循准二级动力学方程.此外,温度的升高在一定程度上可能利于硫酸盐的吸附.Zr-GAC具有很好的吸附水溶液中硫酸根离子的潜力,特别是其吸附容量约为载锆生物炭吸附剂的两倍,pH值的适用范围更广.