活性炭國家專精特新“小巨人”企業活性炭產學研合作

　　活性炭去除涂料工業廢水中的鉛

　　油漆涂料工業中排放的重金屬對水和土地的污染是很嚴重的，鉛是涂料工業廢水中發現的一種重金屬，即使低濃度的鉛也具有很強的毒性。為了從工業廢水中去除重金屬，我們根據行業工況研發了除鉛活性炭。用純硝酸鉛分批測試了活性炭的處理條件和適用性。

　　活性炭吸附條件測試

　　進行實驗是為了優化諸如pH(3、5.5和8)，活性炭劑量(0.5、1和1.5g)和鉛(II)離子的初始濃度(50、100和150mg/L)去除水溶液中鉛(II)離子的效率。使用合適實驗條件，檢查了實際的涂料工業廢水中鉛(II)離子的去除效率。在250ml錐形瓶中以250rpm的恒定速度和120分鐘的接觸時間在室溫下進行實驗。然后，使用過濾濾紙與活性炭分離。殘留的鉛(II)離子濃度通過使用微波等離子體原子發射光譜法確定。所有實驗均重復三次

　　在對活性炭參數進行分析觀察時，活性炭顯示出較低的灰分含量(5%)，中等含量的揮發性物質(26.7%)，較低的水分含量(5.4%)和較高的固定碳百分比(62.9%)。這表明此款活性炭的水分含量較低，可能具有更好的去除潛力。但是，其揮發性物質含量稍微有點大。中等含量的揮發性物質和低灰分含量通常會提高碳的固體收率并產生高固定碳。當具有與碘值直接相關的高微觀結構時，可以獲得更好的性能。碘中碳的數量較高，是由于存在大孔的微孔結構，并且由于其孔結構的擴大，碳具有較大表面積的可能性也很高。

　　活性炭的FTIR分析

　　活性炭基于pH(7和5.5)，初始鉛(II)離子濃度(0和50mg/L)以及鉛(II)離子前后的吸附劑劑量(1和1.5)的活性炭的FTIR光譜特性吸附。活性炭的FTIR光譜顯示峰值頻率存在顯著差異，這是由于鉛(II)離子與活性炭的活性位點的結合，表明活性炭上存在可電離的官能團，該官能團可能與其他離子相互作用陽離子。

　　活性炭在吸附鉛離子之前和之后的FTIR光譜在圖1顯示。記錄的光譜給出了不同的吸附峰，這些峰代表了活性炭中各種官能團的存在。在3450cm-1的鉛(II)離子帶吸附之前，活性炭的光譜表示羥基中OH的拉伸振動，在2374cm-1處的CH拉伸帶表示甲基和亞甲基。除了在半纖維素中乙酰基在1620cm-1處的拉伸外，在1383cm-1處的拉伸表明在芳環中拉伸，在1313cm-1處的拉伸歸因于NO拉伸振動，在1166cm處拉伸木質素中芳基的CO-1伸展分別與和1040cm-1相關。吸附后鉛的所有分配波數均與吸附前不同，只是其中之一在吸附過程中發生了許多波數偏移。

　　圖1：(a)之前和之后(b)鉛(II)離子吸附之前活性炭的FTIR分析。

　　涂料行業未經處理和經過處理的廢水特性

　　從涂料行業收集的未經處理和處理過的廢水特性，未經處理的廢水的大多數參數濃度(pH和溫度除外)均高于標準。特別是，鉛離子濃度比標準高46倍;因此，必須將其清除以避免環境風險。除COD和TSS外，處理后的廢水特性均低于標準。因此，需要進一步的處理以去除過量的COD和TSS，然后再將其排放到環境中。

　　吸附平衡等溫線研究

　　在室溫下，使用1.5g/100ml，pH為5.5的活性炭和初始鉛離子濃度(50、100和150mg/L)進行平衡等溫線實驗。將吸附物-吸附劑溶液以250rpm的恒定速度混合120分鐘的平衡時間。圖2(a)和6(b)表示Langmuir和Freundlich等溫線在活性炭上吸附鉛離子，發現鉛在活性炭上的吸附非常適合Langmuir模型。

　　圖2：活性炭上鉛離子吸附的(a)Langmuir圖和(b)Freundlich圖。

　　活性炭去除涂料工業廢水中的鉛，經過測試表明，活性炭是從涂料工業廢水和混合水溶液中去除鉛的良好吸附劑。在相同條件下，從涂料工業廢水中去除了79.7%的鉛離子。除COD和TSS外，處理后的廢水特性均能達到設定的標準。當前研究的結果表明，使用活性炭的吸附過程是一種環保且有效的吸附劑，可從水溶液和涂料工業廢水中去除鉛離子。如果需要了解詳細工況和活性炭技術參數請在線咨詢我們獲取。

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