馬拉硫磷在活性炭上的吸附規(guī)律

• 來(lái)源：廣東冠森炭業(yè)科技有限公司q 更新時(shí)間：2021-05-18點(diǎn)擊：937次

• 　　馬拉硫磷在活性炭上的吸附規(guī)律，以馬拉硫磷處理廢水為研究對(duì)象，考察了活性炭投加量、吸附時(shí)間、反應(yīng)溫度和吸附液pH值對(duì)馬拉硫磷吸附行為的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：活性炭對(duì)馬拉硫磷的吸附主要是快速吸附，2h內(nèi)吸附速度很快;在一定濃度范圍內(nèi)，活性炭的投加量和反應(yīng)溫度與固相吸附量成正比;活性炭在酸性溶液中的吸附能力較強(qiáng)，pH值在3.8~4.0之間，吸附效果較好。

  

  　　第一部分緒論。

  　　作為一種低毒的有機(jī)磷農(nóng)藥，馬拉硫磷已被世界組織列為環(huán)境激素之一，在自然環(huán)境中不易被生物分解，但極易被活性炭吸附，研究馬拉硫磷在活性炭上的吸附規(guī)律對(duì)于控制馬拉硫磷造成的污染具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。環(huán)境荷爾蒙的作用、在環(huán)境中的行為和對(duì)野生動(dòng)物的影響評(píng)價(jià)等方面已有大量的研究，但對(duì)環(huán)境荷爾蒙處理方法的研究較少。以物理吸附為主的活性炭吸附農(nóng)藥，由于其表面疏水性，可吸附水溶液中的各種物質(zhì)，因此被廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥污染的凈化處理。

  　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)，研究了活性炭對(duì)馬拉硫磷的吸附特性和處理效果，并在不同的影響因素(反應(yīng)時(shí)間，反應(yīng)溫度，活性炭投加量，溶液pH值)下，對(duì)活性炭對(duì)馬拉硫磷的吸附性能進(jìn)行了研究，為馬拉硫磷廢水處理技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

  　　第二，實(shí)驗(yàn)方法。

  　　將馬拉硫磷樣品分別加入8個(gè)50毫升的錐形瓶中(30mg/L)，然后分別加入準(zhǔn)確稱取的不同數(shù)量的活性炭(0.4g、1.0g、2.0g、4.0g、8.0g);為防止揮發(fā)，將馬拉硫磷樣品用保鮮膜封好，將其放入一個(gè)振蕩器中，并在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的溫度下進(jìn)行吸附;分別反應(yīng)0.5h、1h、2h、4h、6h、8h、12h、24h后，將取的混合液用0.45μum濾膜抽濾，測(cè)定濾液中馬拉硫磷的濃度。

  　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果及相關(guān)討論。

  　　馬拉硫磷的吸附動(dòng)力學(xué)曲線。

  　　添加量為0.08g/mL的固定活性炭，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖1?？梢?jiàn)：活性炭對(duì)馬拉硫磷的吸附主要為快速吸附?；钚蕴吭诜磻?yīng)前2h吸附馬拉硫磷非常迅速，吸附量達(dá)0.68mg，超過(guò)總吸附量的60%;在2~6h內(nèi)，2~6h內(nèi)固相吸附量增加趨勢(shì)不明顯，吸附后6h逐漸減弱，8~24h基本平衡。所以從時(shí)間和實(shí)驗(yàn)條件上看，其它影響因素的試驗(yàn)研究選擇在8小時(shí)以內(nèi)。

  　　活性炭吸附馬拉硫磷的影響因素很多。

  　　溫度對(duì)材料吸附性能的影響。

  　　調(diào)整反應(yīng)溫度，吸收效果如圖2所示。如圖2所示：5℃下吸附效果較差，8℃下僅吸附0.29mg。與5℃和15℃相比，25℃和40℃下的吸附量增加幅度較大，且前4h時(shí)增加幅度較大。在60℃條件下吸附作用明顯，2h前吸附速度較快，8h后吸附量可達(dá)1.08mg。

  　　由圖2可知，溫度升高，馬拉硫磷固相吸附量增加，這是因?yàn)槲讲粌H包括物理作用，還包括化學(xué)作用，如共價(jià)鍵和氫鍵的吸附。由于化學(xué)反應(yīng)往往需要一定的活化能，溫度的升高可以增加溶質(zhì)分子的平均能量，可以促進(jìn)化學(xué)吸附的進(jìn)行，因此，溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響很大。在60℃下，吸附速率的增加趨勢(shì)不像在25~40℃時(shí)那么明顯，這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)溫度越高，馬拉硫磷的吸附速率越高，活性炭吸附速率相對(duì)降低，而溶解速率的增加則伴隨著吸附速率的提高。

  　　活性炭吸附馬拉硫磷的影響因素很多。

  　　活性炭添加量對(duì)吸附性能的影響。

  　　更改活性炭的投加量，吸收效果如圖3所示。如圖3所示：活性炭投加量0.4g時(shí)，馬拉硫磷吸附量小，曲線平緩。當(dāng)投加為1g時(shí)，吸附效果變化不大。投加量增大到2g后，吸附效果明顯改善。投加8g吸附效果良好。

  　　活性炭吸附馬拉硫磷的影響因素很多。

  　　在相同時(shí)間內(nèi)，添加量越大，活性炭的吸附效果越明顯。但是，當(dāng)活性炭的投加量達(dá)到一定濃度時(shí)，吸附量應(yīng)在一定的投加范圍內(nèi)進(jìn)行，當(dāng)投加量達(dá)到一定濃度時(shí)，吸附量基本上達(dá)到了極限，所以，投加量應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定，投加量過(guò)少，吸附效果不佳，過(guò)量會(huì)造成浪費(fèi)。如圖3所示，雖然8g的吸附效果較好，但單位平均吸附量明顯下降，基本上達(dá)到了最高吸附值。所以，繼續(xù)增加投入，不一定取得顯著效果，反而會(huì)造成資源浪費(fèi)。

  　　pH值對(duì)吸附性能的影響;

  　　其吸附水中有機(jī)物質(zhì)的效果與有機(jī)物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。普通分子態(tài)的有機(jī)物比離子態(tài)的更容易吸附。在pH>pK的條件下，有機(jī)物主要以離子態(tài)存在。盡管電離度與溶解度不成比例，但電離度大的有機(jī)物，溶解度高，吸附效果差。實(shí)驗(yàn)考察了pH值對(duì)活性炭吸附馬拉硫磷性能的影響，以確定活性炭吸附馬拉硫磷的最佳pH值，結(jié)果見(jiàn)圖4。

  　　活性炭吸附馬拉硫磷的影響因素很多。

  　　如圖4所示，pH值對(duì)吸附的影響很大。由8小時(shí)的反應(yīng)數(shù)據(jù)可知，pH值為3.92時(shí)固相吸附量非常大，比6.92時(shí)固相吸附量高得多。但在堿性溶液中，吸附效果明顯下降。這說(shuō)明在微酸性條件下，活性炭吸附能力增強(qiáng)，并能中和帶電荷的活性炭以及原料中少量雜質(zhì)的聚落，從而提高了活性炭的吸附性能，從而達(dá)到較好的吸附效果。表面活性炭含有羧基、酚基等官能團(tuán)，在水溶液中可進(jìn)行解離。這類官能團(tuán)在強(qiáng)堿性溶液中大量離解會(huì)使活性炭表面帶有負(fù)電荷，此時(shí)馬拉硫磷分子也會(huì)離子化并帶有負(fù)電荷，由于同性電荷的排斥作用，不利于馬拉硫磷分子在活性炭表面的吸附。由于活性炭具有脫吸附、溶膠等特性，在堿性條件下，活性炭自身攜帶的物質(zhì)也會(huì)溶入溶液中，使溶液中雜質(zhì)增多，吸附效果較差。

  　　3.結(jié)論。

  　　從活性炭對(duì)馬拉硫磷的吸附性能研究中，可以得出如下結(jié)論：

  　　活性炭對(duì)馬拉硫磷的吸附主要是快速吸附，在一定的投加量范圍內(nèi)，活性炭的投加量與固相吸附量成正比，但當(dāng)活性炭的投加量增大到一定程度時(shí)，吸附量基本達(dá)到最大值。

  　　溫度升高使活性炭對(duì)馬拉硫磷的吸附能力增強(qiáng)，但由于揮發(fā)性太強(qiáng)，吸附效果可能會(huì)下降。

  　　pH值與活性炭的吸附性能有密切關(guān)系。酸堿度調(diào)整在3.8~4.0之間，活性炭吸附馬拉硫磷的效果較好。