磁性活性炭的制備及其對廢水中Cr(VI)的吸附研究.pdf

1、環(huán)境污染日益嚴重，鉻是污染水體中最常見的有毒重金屬之一，針對以往使用粉末活性炭吸附處理工業(yè)含鉻廢水后難以分離回收的情況，本文以商業(yè)活性炭為原料，采用化學共沉法制備出磁性四氧化三鐵/活性炭和磁性鐵酸鎳/活性炭，分別記為Fe3O4-AC和NiFe2O4-AC。
　　綜合分析單因素實驗和正交實驗的結果，F(xiàn)e3O4-AC的最佳制備條件為：磁性物質含量為30％，溶液pH=12、水浴溫度為95℃、水浴時間為4h。在此條件下制得的Fe3O4-A

2、C的碘吸附值為211.50mg/g，亞甲基藍吸附值為134.41 mg/g。NiFe2O4-AC的最佳制備條件為：磁性物質含量為30%，溶液pH=10、煅燒溫度為900℃、煅燒時間為100min。在此條件下制得的NiFe2O4-AC的碘吸附值為880.23mg/g，亞甲基藍吸附值為175.62mg/g。
　　Fe3O4-AC飽和比表面積約為407 m2/g，NiFe2O4-AC的飽和比表面積約為366m2/g。X射線光電子能譜說明

3、兩種磁性活性炭上都成功負載了磁性物質，并都具有吸附Cr(VI)的能力；紅外光譜說明本實驗的兩種磁性活性炭主要含有酚基、羧基、羥基、酚羥基、內脂基和胺基等化學基團，并含有鐵氧體；XRD衍射研究得到兩種磁性活性炭都存在石墨微晶結構，且都含有磁性物質微晶；VSM分析說明Fe3O4-AC和NiFe2O4-AC都是軟磁體材料，比飽和磁化強度分別為11.07emu/g和23.94emu/g。
　　磁性活性炭對模擬含Cr(VI)廢水的靜態(tài)吸附實

4、驗結果表明：在溫度T=25℃、pH=2、Cr(VI)初始濃度為100mg/L（原活性炭、Fe3O4-AC）或 Cr(VI)初始濃度為150mg/L（NiFe2O4-AC）、活性炭投加量為0.1g、吸附時間為12h時，F(xiàn)e3O4-AC和NiFe2O4-AC吸附去除率分別達到88.79%和96.92%，吸附量分別達到45.26mg/g和72.62mg/g。磁性四氧化三鐵/活性炭吸附性能稍差于原活性炭，磁性鐵酸鎳/活性炭吸附性能比原活性炭好。

5、兩種磁性活性炭吸附實驗數(shù)據(jù)與準二級動力學模型擬合良好，相關系數(shù) R2都達到了0.999以上，粒內擴散模型說明了吸附速率的控制不止是由內部顆粒擴散決定的。吸附實驗數(shù)據(jù)與 Langmuir等溫方程擬合良好，說明它們對溶液中 Cr(VI)的吸附都是單分子層吸附，熱力學說明吸附過程是自發(fā)、吸熱的，既有化學吸附，也有物理吸附，同時還發(fā)生絡合作用，其吸附作用力主要有氫鍵力和偶極間作用力。
　　選擇用Fe3O4-AC吸附Cr(VI)做為例子，采