温州大学：材料工程实验教案（综合化学实验PPT）活性炭吸附水处理研究中的应用

活性炭吸附在水处理研究中的应用 陈庆 物理化学教研室

1 陈 庆 物理化学教研室

主要内容实验目的一、公实验原理二、三、实验仪器与药品四、实验步骤五、数据记录和处理六、思考与讨论七、参考文献2

2 主要内容 一、实验目的 二、实验原理 四、实验步骤 五、数据记录和处理 六、思考与讨论 七、参考文献 三、实验仪器与药品

一、实验目的1、通过实验加深理解活性炭吸附的基本原理2、掌握用间歇式静态吸附法确定活性炭等温吸附式的方法3

3 1、通过实验加深理解活性炭吸附的基本原 理 2、掌握用间歇式静态吸附法确定活性炭等 温吸附式的方法 一、实验目的

二、实验原理活性炭活性炭又称活性炭黑，是黑色粉未状或颗粒状的无定形碳由碳、氧、氢等元素组成。其结构上是一种多孔碳，堆积密度低，比表面积大。由于原料来源、制造方法、外观形状和应用场合不同，活性炭大约有上干个品种。材质：椰壳、果壳、木质、煤质活性炭外观：粉状、颗粒、不定型颗料、圆柱形、球形活性炭等?

4 二、实验原理 活性炭又称活性炭黑，是黑色粉末状或颗粒状的无定形碳， 由碳、氧、氢等元素组成。其结构上是一种多孔碳，堆积密 度低，比表面积大。 由于原料来源、制造方法、外观形状和应用场合不同，活性 炭大约有上千个品种。 材质：椰壳、果壳、木质、煤质活性炭 外观：粉状、颗粒、不定型颗料、圆柱形、球形活性炭等

活性炭是传统而现代的人造材料。1、脱色和过滤，使带色液体脱色。2、吸收各种气体与蒸气：防毒面具、空气滤清器。3、粒状物可用作催化剂的载体。5

5 活性炭是传统而现代的人造材料。 1、脱色和过滤，使带色液体脱色。 2、吸收各种气体与蒸气：防毒面具、空气滤清器。 3、粒状物可用作催化剂的载体

活性炭目数活性炭目数指的就是筛网密度，活性炭颗粒的大小用目数来表示。自数，是指物料的粒度或粗细度，自数越大，说明物料粒度越细；自数越小，说明物料粒度越大。自数越大颗粒越小，一般超过100目，活性炭颗粒就趋于粉末了：8目数-12目数的活性炭颗粒就很大。6

6 活性炭目数 活性炭目数指的就是筛网密度，活性炭颗粒的大小用目 数来表示。 目数，是指物料的粒度或粗细度，目数越大，说明物料 粒度越细；目数越小，说明物料粒度越大。 目数越大颗粒越小，一般超过100目，活性炭颗粒就趋于 粉末了；8目数-12目数的活性炭颗粒就很大

二、实验原理活性炭吸附法广泛用于给水处理及废水二级处理出水的深度处理。其原理主要是利用活性炭的吸附、氧化、催化等性能来有效地去除水中污染物。活性炭对水中所含杂质的吸附既有物理吸附现象，也有化学吸附作用。某些被吸附物质先在活性炭表面上积聚浓缩，继而进入固体晶格原子或分子之间被吸附，某些物质则能与活性炭分子结合而被吸着。图1活性炭吸附用于水处理7

7 二、实验原理 活性炭吸附法广泛用于给水处理及废水二级处理出水的深度 处理。其原理主要是利用活性炭的吸附、氧化、催化等性能 来有效地去除水中污染物。 图1 活性炭吸附用于水处理 活性炭对水中所含杂质的吸附 既有物理吸附现象，也有化学 吸附作用。某些被吸附物质先 在活性炭表面上积聚浓缩，继 而进入固体晶格原子或分子之 间被吸附，某些物质则能与活 性炭分子结合而被吸着

二、实验原理吸脱附平衡时，活性炭和水（即固相和液相）之间的溶质浓度，具有一定的分布比值。若用m克活性炭吸附的溶质为x毫克，则单位重量的活性炭吸附溶质的数量qe即吸附容量可按下式计算：qe = 二(mg / g)m9.和吸附平衡时溶液浓度C的关系曲线，称为吸附等温线，可以用Langmuir、BET和Fruendlieh吸附等温式来描述。8

8 吸脱附平衡时，活性炭和水(即固相和液相)之间的溶 质浓度，具有一定的分布比值。若用m克活性炭吸附的 溶质为x毫克，则单位重量的活性炭吸附溶质的数量qe， 即吸附容量可按下式计算： 二、实验原理 qe和吸附平衡时溶液浓度C的关系曲线，称为吸附等 温线，可以用Langmuir、BET 和Fruendlieh 吸附等 温式来描述。 (mg / g) m x qe =

二、实验原理Fruendlieh（弗罗因德利希）常用来比较不同溶液浓度时的活性炭的吸附容量，即1K与吸附比表面积、温度有关的系数；qe = KCn与温度有关的常数，n>1;nC吸附平衡时的溶液浓度（mg/L）。通常用图解法求经验常数K、n值，将上式变换成线性关系：Co水中被吸附物质原始浓度（mg/L）：Co-lgK+=lgCC被吸附物质的平衡浓度（mg/L）：Igqe=lgmn活性炭投加量(g/L)。m以lgqe为纵坐标，以lgC为横坐标，绘制等温吸附曲线，图解可得到一直线，直线的斜率为1/n，截距为K，从而由实验得出9等温吸附方程式

9 二、实验原理 Fruendlieh（弗罗因德利希）常用来比较不同溶液浓度时的 活性炭的吸附容量，即 1 n e q KC = K——与吸附比表面积、温度有关的系数； n ——与温度有关的常数，n>1； C——吸附平衡时的溶液浓度（mg/L）。 通常用图解法求经验常数K、n值，将上式变换成线性关系： C0——水中被吸附物质原始浓度(mg/L)； C——被吸附物质的平衡浓度(mg/L)； m——活性炭投加量(g/L)。 以lgqe为纵坐标，以lgC为横坐标，绘制等温吸附曲线，图解 可得到一直线，直线的斜率为1/n，截距为K,从而由实验得出 等温吸附方程式。 0 1 lg lg lg lg e C C q K C m n − = = +

三、实验仪器与药品1台振荡器1台分光光度计容量瓶(1L，100mL，25mL)移液管(10mL 100mL)锥形瓶洗耳球活性炭40-60目亚甲基蓝10

10 三、实验仪器与药品 振荡器 1台 分光光度计 1台 容量瓶（1L，100mL，25mL） 移液管（10mL 100mL） 锥形瓶 洗耳球 活性炭 40-60目 亚甲基蓝