实验五-活性碳吸附实验.docx

实验五 活性碳吸附实验 一、实验目的 1、加深理解吸附的基本原理。 2、通过实验取得必要的数据，计算吸附容量qe，并绘制吸附等温线。 3、利用绘制的吸附等温线确定费氏吸附参数K，1/n 。 二、实验原理 活性炭吸附是物理吸附和化学吸附综合作用的结果。吸附过程一般是可逆的。当吸附质在溶液中的浓度和在活性炭表面的浓度均不再变化而达到了平衡，此时的动态平衡称为吸附平衡。 活性炭的吸附能力以吸附量q（mg/g）表示。所谓吸附量是指单位重量的吸附剂所吸附 的吸附质的重量。本实验采用粉状活性炭吸附水中的有机染料，达到吸附平衡后，用分光光 度法测得吸附前后有机染料的初始浓度 C0 及平衡浓度 Ce，以此计算活性炭的吸附量qe 。 在温度一定的条件下，活性炭的吸附量随被吸附物质平衡浓度的提高而提高，二者之间 的关系曲线为吸附等温线。以 lgCe 为横坐标，lgqe 为纵坐标，绘制吸附等温线，求得直线斜率1/n、截距lgK。 三、实验装置及化学药品 1、可调速搅拌器；2、烧杯1000 ml；3、721 型分光光度计；4、pH 计或精密pH 试纸、温度计；5、大小烧杯、漏斗；6、粉状活性炭； 7、：100mg/L 活性艳蓝KN-R 染料废水； 8、0.45 微米的滤膜。 四、实验步骤 1、明确废水的最大吸收波长，吸取100mg/L 的有机染料液于10ml 比色管中，配制0.00， 5.00，10.00，15.00， 20.00，25.00，30.00mg/L 的标准系列，以水为参比，测其吸光度， 绘制标准曲线。 2、依次称活性炭50，100，150，200，250，300mg 于6 个1000ml 烧杯中，加入配制的 染料水600mL，置于搅拌机上，以200r /min 转速搅拌15min。 3、取下烧杯，静置15min 。 4、取上清液测定吸光度并根据标准曲线计算吸光度。 五、实验数据 表一 确定废水的最大吸收波长 染料的浓度mg/L 吸光度 0 0.000 5 0.086 10 0.156 15 0.216 20 0.283 25 0.343 30 0.415 40 0.728 注：染料原液吸光度为0.396 根据上表，绘制标准曲线如下。 根据实验，可得出加入不同质量活性炭时废水吸光度的变化,同时结合标准曲线，可得出废水平衡后的浓度。根据公式吸附量qe=Co-CeVm,可以求出吸附量，再根据Ce可绘制吸附等温线。Co可根据标准曲线读出为25.19mg/L。 投加活性炭质量/mg 吸光度 水中有机物平衡浓度Ce/(mg/L) lgCe 活性炭吸附量qe/(mg/g) lgqe 400 0.377 24.04 1.38 1.73 0.24 800 0.363 23.20 1.37 1.49 0.17 1600 0.342 21.93 1.34 1.22 0.09 3200 0.275 17.90 1.25 1.37 0.14 6400 0.225 14.89 1.17 0.97 -0.01 12800 0.027 2.96 0.47 1.04 0.02 以lgCe为横坐标，lgqe为纵坐标，绘制曲线如下。 由于最后一组中活性炭浓度过大导致上清液中悬浮部分颗粒物，无法较好测定吸光度，因而取其组的二次滤液进行测定。由于滤纸也会吸附部分物质，因而导致该组的实验数据偏小。从上图可以看出，误差较大的点应舍弃。故做下图，作为吸附等温线。 根据图中数据可知，斜率k=0.8594，截距b=-0.9929。因而费氏吸附参数K=0.1016，1/n=0.8594。由此可以得出结论，活性炭的吸附量随吸附物质平衡浓度的提高而提高，吸附物质平衡浓度越高，活性炭的吸附量也就越好。n值越大，吸附性能越好。一般认为n值为2-10时，容易吸附；n值小于0.5时，则难以吸附。n值也常用于判断吸附的优惠性，n1 时为优惠吸附，n=1时为线性吸附，n1时为非优惠吸附。本次实验得到的n=1.16,活性炭的吸附性属于优惠吸附。 六、实验总结 这个实验加深了我对吸附原理的理解。通过实验取得必要数据，计算吸附容量绘制等温曲线并求得费氏吸附参数。 实验中遇到的问题主要是最后一组样品中活性炭无法沉淀，测吸光度采用的是二次滤液会造成一定的实验误差。实验处理中由于误差，在绘制标准曲线的时候也遇到了是否应采用描点法的问题。除此之外，实验结果会受实验结果受实验温度、吸附质的分压、活性碳性质等影响。