活性炭吸附锌离子的效率

　　从各种工业来源产生的废水对环境很重要，稍有一些处理不当都会产生很大的危害。铜离子，钠离子，锌离子和铂离子等重金属阳离子是许多工业废水中常见的金属。活性炭是广泛用于金属去除的吸附剂，因为活性炭的多孔结构和化学惰性，相对其他精细吸附剂活性炭可以在多种工业中使用。这次我们测试在合成废水中使用活性炭吸附锌离子的效率。

　　活性炭吸附锌离子的测试流程

　　通过将硝酸锌溶解在蒸馏水中来制备不同的锌浓度的水溶液(20–150ppm)。使用原子吸收光谱仪，配备石墨炉，氘灯作为背景校正系统，确定实际的初始和最终锌(II)离子浓度。通过原子吸收光谱仪的吸收光测量气相原子的浓度。在100ml试剂底部中取50mL已知实际浓度和活性炭用量的锌水溶液，并在摇床中以220rpm搅拌溶液混合物。在室温条件下，分批研究了接触时间2-10小时，锌溶液初始浓度20-150ppm的影响。完全处理后，用滤纸过滤用过的活性炭。锌(II)离子的去除百分率可通过以下公式计算：去除率%=(C0-Ce)C0𝑥100其中C0和Ce分别为初始和平衡的锌离子浓度(mg/L)。

　　活性炭的元素组成

　　将炭化生物质与氯化钠分别以1：0、1：1和1：2的比例混合，通过化学活化来制备活性炭，接着通过SEM-EDS和XRF分析来确定活性炭的形态(图1)，表明活性炭1：0具有多孔表面，但是在用氯化钠活化后，检测到高度光滑的织构。活性炭的元素组成通过SEMEDS和XRF评估，选择了三个典型点来检查元素分析。显然，活性炭1：0主要由碳(C)和氧(O)组成，其中C元素的含量为78.84wt%。至79.65wt%。O元素的含量为20.35wt%至21.16wt%。在活性炭上活化了不同的氯化钠后，更换了元素。

　　图1：(a)活性炭1：0(b)活性炭1：1和(c)活性炭1：2的代表性SEM图像。

　　活性炭对锌离子的吸附

　　活性炭1：2与初始锌离子浓度(20–150ppm)对2小时接触时间和0.5g活性炭用量的影响。实际浓度通过AAS技术测量。随着锌浓度从20ppm增加到150ppm，基于活性炭的锌离子吸附容量从38.42%增加到40.26%。该结果可归因于较高的初始锌离子浓度，通过使用高浓度的锌溶液可提供较高的驱动力，以克服吸附相上的传质阻力。之后，锌离子的吸附逐渐减少。因此，选择65ppm的锌浓度用于进一步研究。

　　接触时间和吸附百分比之间的关系如图2所示。在该实验中，锌离子溶液为65ppm，活性炭用量为0.5g，并在摇床中以220rpm的速度进行搅拌。接触时间2-10小时，对锌离子的吸附增加(40.26-70%)。

　　图2：锌离子的接触时间对活性炭吸附的影响。

　　以不同的比例浸渍氯化钠制备的活性炭，由于其对锌的高去除能力，是从合成废水中去除锌离子的替代吸附剂。在测试环境中锌离子的吸附过程的合适条件是初始锌浓度为65ppm，接触时间为10小时以及活性炭量为5g。在这些条件下，锌离子的去除率能达到70%远高于其他吸附剂。