KMnO_4改性活性炭对Zn^2+和Cd^2+的吸附研究.pdf

第 42卷 第 2期 东 北 师 大 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) Vol_42NO．2 2010年 6月 JournalofNortheastNormalUniversity(NaturalScienceEdition) June2010 [文章编号]1000—1832(2010)020097—04 KMnO4改性活性炭对 Zn2+和 Cd2+的吸附研究 赵梅青 ，马子川 ，吴银素 ，刘敬泽 (1．河北师范大学化学与材料科学学院，河北 石家庄 050016； 2．河北师范大学生命科学学院，河北 石家庄 050016) [摘 要] 研究了KMnO 改性 的颗粒活性炭对Zn抖和Cd 的吸附去除性能．考察 了pH、吸 附时间、投加量对 Zn 和 Cd抖吸附率的影响，并研究 了吸附等温线．结果表 明：KMnO 改性 活性炭对Zn 和Cd 且有强的吸附去除能力，随着 pH 的增大吸附率增大，对 Zn 的吸附能 力高于Cd抖 ；在 25℃及 pH一7．0的条件下，Cd抖的吸附比Zn 进行得快，吸附平衡时间分别 为6O和 L20min，吸附行为符合 Langmuir吸附模型；在 25℃及 pH：：：7．0时，对 Zn 和 Cd抖 饱和吸附量分别为 10．80和 4．56mg／g，分别是未 改性颗粒活性炭的1．2和 1．4倍，升高温度 可显著提高 Zn抖和 Cd抖 的吸附量． [关键词] 颗粒活性炭；改性；KMnO ；吸附；Zn抖 ；Cd [中图分类号] O647．32 [学科代码] 150·30 [文献标志码] A Zn和CA都是受到严格控制的重金属类环境污染物，尤其是Cd同Zn和 Hg一起被列为仅有的3种金 属类内分泌干扰物 [1]，它们主要产生于某些电镀、金属加工、矿石处理、冶炼、皮革等工矿企业．若因污染导 致 CA进人人体 ，会使骨质疏松，能造成骨骼变形、骨痛 ，影响新骨形成 ，甚至致癌，而且 CA对植物和动物的 生长和繁殖也有较大的危害 ]．虽然 Zn是一种必需的微量元素，适量的 Zn能促进生物 的生长发育，对儿 童的智力和身心发育有利，但 Zn过量则食欲减退、上腹疼痛 、精神萎靡 ，严重者可能造成急性肾功能衰竭 ， 也引起肺部问题和发烧等[2。]．因此 ，含 Zn2和 CA 等重金属离子废水的处理一直受到人们的重视 ，处理 方法主要有化学共沉淀法、离子交换法、反渗透法、膜过滤法和吸附法等_4_6_．吸附法处理效果稳定，运行成 本相对较低，能够解吸再生 ，尤其适用于大流量低浓度污染物质的去除．目前已有很多文献报道了不同吸 附剂对 zn2和Cd 的去除 ]．应用吸附法处理时重要的是要兼顾吸附效果和解吸再生性能，以求既能高 效去除污染又能回收利用．最近 ，我们以KMnO4氧化改性颗粒活性炭吸附 Cu抖 ，结果证明这种吸附剂具 有优 良的吸附性能和解吸性能[g]．本文进一步考察 KMnO4改性颗粒活性炭对Zn_。和 Cd 的吸附作用，为 实际应用提供了依据． 1 实验部分 1．1 仪器与试剂 仪器 ：PHS-3B型精密pH计 ；HZQ-F160型振荡培养箱 ；DG／20—002型台式干燥箱；180—70型原子吸收 光谱仪(日本 日立公司)；98—1I—B型磁力搅拌器． 试剂 ：HCI，NaOH，Zn(NO3)z·6HzO，Cd(N03) ·4H O和KMnO4均为市售分析纯试剂 ；配制浓度 为 1000mg／I的 Zn 和 ( 的溶液作为储备液，实验时稀释至相应的浓度使用；实验用蒸馏水为去离子 水 ；活性炭购 自天津市广成化学试剂有限公司． 1．2 KMnO~改性活性炭的制备 按文献E9]的方法对市售活性炭进行预处理，活性炭 的粒度为 0．25～3mm，改性用 KMnO4溶液为 0．03mol／I，所得 KMnO4改性活性炭用符号 MAC表示． [收稿 日期] 2009—11-18 [基金项 目] 河北省 自然科学基金资助项 目(B2009000183)；河北师范大学重点科研基金资助项 目(L2008Z05)． [作者简介] 赵梅青(1984 )，女 ，硕士研究生 ；通讯作者 ：马子川(1965 )，男 ，教授，博士研究生导师 ，主要从事环境化学和环境材 料研究． 98