II目錄TOC\o"1-3"\h\u73831緒論 173071.1汞的污染及污染狀況 1196181.1.1汞的性質(zhì) 1264191.1.2汞的來(lái)源 2116951.1.3汞污染和危害 250251.2含汞廢水的幾種處理方法 34581.2.1金屬還原法 3129911.2.2化學(xué)混凝沉淀法 3233611.2.3生物吸附法 4262491.3含汞廢水的活性炭吸附法研究進(jìn)展 4208591.4木質(zhì)活性炭的簡(jiǎn)介與應(yīng)用 5227131.5研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新之處 7244302實(shí)驗(yàn)部分 8225142.1試劑與儀器 8252672.1.1試劑 8222622.1.2儀器 8103112.2木質(zhì)活性炭和Hg(II)標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 899742.2.1木質(zhì)活性炭 872212.2.2Hg(II)標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 9197102.3Hg(II)吸附實(shí)驗(yàn) 971082.4等溫吸附模型 1051183結(jié)果與討論 1096923.1溶液初始pH對(duì)吸附Hg(II)的影響 11184483.2溫度對(duì)吸附Hg(II)的影響 12173383.3吸附時(shí)間對(duì)Hg(II)吸附的影響 13114883.4溶液初始Hg(II)濃度對(duì)木質(zhì)活性炭吸附Hg(II)效果的影響 1451683.5木質(zhì)活性炭投加量對(duì)Hg(II)吸附的影響 1541983.6木質(zhì)活性炭對(duì)Hg(II)的平衡吸附探究 16302154結(jié)論 199291致謝 2029239參考文獻(xiàn) 2123481ABSTRACT 231緒論隨著工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快，重金屬污染已經(jīng)成為全球性環(huán)境問(wèn)題，人類(lèi)可利用的淡水資源越來(lái)越缺乏，因此對(duì)污水的處理和回收利用的要求越來(lái)越高，尤其是重金屬污染的廢水。重金屬是指比重大于或等于5.0的金屬，如鐵、錳、銅、鋅、鎘、汞、鎳、鈷等[1]。含重金屬離子的工業(yè)廢水主要來(lái)源于機(jī)械加工、礦山開(kāi)采業(yè)、鋼鐵及有色金屬的冶煉和部分化工企業(yè)。礦山工業(yè)產(chǎn)生的廢水主要是采礦和選礦廢水，其中含有各種礦物質(zhì)懸浮物質(zhì)和相關(guān)金的屬離子。有色冶金和加工業(yè)排出的廢水中，多含有汞、砷等元素。此外，一些輕工業(yè)和化學(xué)工業(yè)排出的廢水也含有汞、鎘、砷等重金屬[2]。1.1汞的污染及污染狀況各種重金屬污染物通過(guò)不同的渠道進(jìn)入水體中，金屬汞隨著食物鏈進(jìn)入機(jī)體，可使機(jī)體產(chǎn)生多種生理變化，最主要的是影響兒童的生長(zhǎng)發(fā)育，給人類(lèi)的生產(chǎn)、生活帶來(lái)了極大的危害。1969年全世界共生產(chǎn)汞約為9440噸，當(dāng)年，人類(lèi)通過(guò)各種活動(dòng)最終排入海洋的汞量估計(jì)為5000噸，是總產(chǎn)量的一半[3]。隨后汞的排放量迅速增加，其中，以煤為燃燒的火力發(fā)電和垃圾燃燒每年會(huì)向大氣中排放的汞達(dá)1500噸；排入水體的總汞量約1.6萬(wàn)噸，排入土壤的總汞量約為10萬(wàn)噸，總計(jì)超過(guò)20萬(wàn)噸[4]。聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署在2002年發(fā)表的“全球汞狀況評(píng)估”報(bào)告稱(chēng)，產(chǎn)汞、用汞、排汞受到控制，《經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織》(OECO)估計(jì)，全球汞的產(chǎn)量已從1970年的10000噸，降至1991年的4000噸以下，而汞的大氣排放量也降至每年2000~3000噸，其中，美國(guó)在2000年的排汞量已削減到1975年水平的一半。全球各洲中，亞洲汞排放量最大，每年860噸，其次為非洲，歐洲和北美洲。自工業(yè)革命以來(lái)，人類(lèi)活動(dòng)造成汞在全球大氣、水和土壤中含量增加了三倍左右，在工業(yè)區(qū)附近汞的含量更高。含汞廢水對(duì)人的神經(jīng)系統(tǒng)、血液循環(huán)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等等都已經(jīng)構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅，導(dǎo)致一些人們不能正常的進(jìn)行生活和生產(chǎn)活動(dòng)，極大的影響了其正常的生活和健康。1.1.1汞的性質(zhì)汞（mercury，元素符號(hào)是Hg），銀白色，俗稱(chēng)水銀，是唯一的一種在常溫下呈液態(tài)的金屬。其相對(duì)原子質(zhì)量是200.6，元素序號(hào)為80，熔點(diǎn)為-38.87℃，沸點(diǎn)為356.6℃。在常溫下具有相當(dāng)大的蒸氣壓（25℃時(shí)為0.25Pa），且隨溫度升高其蒸氣壓也會(huì)增加，汞蒸氣是空氣密度的7倍。汞基本上不溶于水（20℃時(shí)溶解度約為20g/L），但是能溶于硝酸、硫酸和王水等等，一般不與堿性溶液發(fā)生反應(yīng)[5]。汞在自然界中是以金屬汞單質(zhì)、無(wú)機(jī)化合物和有機(jī)汞多種形態(tài)存在，主要存在形態(tài)為硫化物（HgS）。環(huán)境中汞存在主要有三種形態(tài)，即Hg0、Hg22+、Hg2+，其中Hg0具有揮發(fā)性，在環(huán)境中相對(duì)穩(wěn)定；離子態(tài)汞中，Hg2+作為一種軟酸與無(wú)機(jī)配位體如Cl、S2、CN、OH等結(jié)合形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，也能與有機(jī)化合物如烷基化合物、腐殖酸等生成一系列穩(wěn)定的化合物，而汞大多數(shù)是以二聚體（Hg22+）的形式存在。汞是一種可以在生物體內(nèi)不斷積累的有毒元素，通過(guò)食物積累和食物鏈的傳遞大大提高汞的危害性。通常情況下，有機(jī)汞的毒性要比無(wú)機(jī)汞的毒性要強(qiáng)，其中甲基汞（MeHg）、二甲基汞（DMHg）是環(huán)境中最具毒性的汞形態(tài)，其含量在水生食物鏈中易被生物濃縮放大，其倍數(shù)可達(dá)105[6]，假如是在1.0ng/L含量的甲基汞水溶液中，蛤魚(yú)對(duì)水中甲基汞的直接富集倍數(shù)可達(dá)到71000倍，而通過(guò)食物鏈濃縮可以達(dá)到到149000倍。1.1.2汞的來(lái)源汞的污染主要來(lái)源有：生產(chǎn)汞的廠礦、有色金屬冶煉廠以及使用汞的生產(chǎn)部門(mén)，其中，化工生產(chǎn)排放的汞的是污染環(huán)境中汞的主要來(lái)源，其中又以氯堿工業(yè)和汞化合物的合成與使用造成的汞污染最為嚴(yán)重。1.1.3汞污染及其危害我國(guó)主要汞產(chǎn)地主要集中在貴州、湖南、廣東、陜西等地區(qū)，其中，貴州產(chǎn)汞量占全國(guó)總產(chǎn)量的80%。90年代以后，我國(guó)汞資源逐步枯竭，汞的年產(chǎn)量已從1996年的508噸銳減至1999年的195噸，因此，目前我國(guó)所有汞資源絕大部分是來(lái)自進(jìn)口。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)年用汞含量約為1000噸左右，主要的8個(gè)用汞大省1999年用汞量為500噸；產(chǎn)汞和用汞都會(huì)有大量的汞排放。到1995年，全國(guó)鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)排放的重金屬（鉛、汞、砷、銅）量約為1321.4噸，占42.4%；砷的排放量約為1875.3噸，占63.3%。有機(jī)汞化合物的毒性更強(qiáng)，其中又以甲基汞的毒性最強(qiáng)，危害最為廣泛。1953年在日本九州熊本縣水俁鎮(zhèn)，由于大量含汞廢水排放導(dǎo)致的水俁病事件[7]，是震驚當(dāng)時(shí)世界的八大公害事件之一，其原因就是由于工業(yè)排放的汞進(jìn)入了水誤灣，通過(guò)食物鏈而進(jìn)入人體內(nèi)造成汞中毒事件。環(huán)境汞污染是由排汞造成的，《中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)》1997年的公告中指出，珠江干流、遼河水系的部分湖庫(kù)總汞超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，流域部分的土壤汞濃度已經(jīng)超過(guò)本地標(biāo)準(zhǔn)的3倍。2002年4月，白龍江的姚渡監(jiān)測(cè)斷面汞的總含量超標(biāo)；2002年10月，嘉陵江的閬中金銀臺(tái)監(jiān)測(cè)斷面檢測(cè)到超標(biāo)物質(zhì)為汞。排入大氣中的汞通過(guò)干濕沉降的方式進(jìn)入土壤環(huán)境中，進(jìn)入水體中的汞也進(jìn)入到土壤環(huán)境中，由于土壤中的粘土礦物和有機(jī)物具有吸附作用，使絕大部分汞快速地被土壤吸附和固定住，富集在土壤的表層，從而造成汞含量的增加。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，汞排放標(biāo)準(zhǔn)：1971年世界衛(wèi)生組織頒發(fā)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定汞的較高限度是0.001mg/L，在二次規(guī)定中沒(méi)有改變此標(biāo)準(zhǔn)，但是GB3838-2002中Ⅲ類(lèi)水質(zhì)指標(biāo)：0.0001mg/L，由此可見(jiàn)汞是受到極為嚴(yán)格控制的一類(lèi)環(huán)境污染物，飲用水中含量超標(biāo)會(huì)嚴(yán)重危害到生命體的健康[8]。盡管我國(guó)規(guī)定農(nóng)田灌溉水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)為：Hg≤0.001mg/L，必須嚴(yán)格控制水中的Hg進(jìn)入土壤環(huán)境中的含量。據(jù)相關(guān)的資料表明，由于每年產(chǎn)生和排放含Hg的廢水高達(dá)1.9×108kg，天津常年灌區(qū)和北京東郊灌區(qū)中被Hg污染的耕地面積多達(dá)3.2×108ha[9]。1.2含汞廢水的幾種處理方法目前處理含Hg廢水的方法有：金屬還原法，化學(xué)混凝沉淀法，生物吸附法。1.2.1金屬還原法含汞廢水的溶液通過(guò)金屬濾床，使Hg(II)還原成金屬汞單質(zhì)，或者沉淀于金屬的表面，或是以沉淀形式析出。這是一種簡(jiǎn)單而有效的方法，已經(jīng)廣泛投入于含汞廢水的一級(jí)處理。①鐵粉還原法：在酸性介質(zhì)中，無(wú)機(jī)Hg(II)與鐵粉發(fā)生氧化-還原反應(yīng)而釋放出汞單質(zhì)，經(jīng)過(guò)濾除去。步驟一：適用于處理酸度pH介于3~5、含汞量介于450~600mg/L的廢水，其去除率在90%以上，含汞量可降低至0.5~5.0mg/L，所用的鐵粉質(zhì)量相當(dāng)于廢水總重量的2%。步驟二：可將廢水中的含汞量降低至0.05mg/L；大約40kg鐵粉，可除去1kg汞。②鋅粉還原法：適用于處理pH值較高的含汞廢水，其效果十分顯著。用粒徑為2mm鋅粒填充10cm厚的還原濾床，讓含汞廢水通過(guò)濾床過(guò)濾13s，便可使廢水的含汞量低至0.2mg/L，然而經(jīng)過(guò)110s后可凈化到含汞約為0.005mg/L。③鋁粉接觸法：十分適用于處理含汞單一的廢水。當(dāng)鋁粉與Hg(II)接觸時(shí)，汞立刻離析；而鋁則生成鋁汞齊，附著在鋁粉的表面，再將此鋁粉進(jìn)行加熱和分解，即可得汞單質(zhì)。鋁粉投加量越多，汞去除率越高，添加鋁粉為4%，汞的去除率為99.6%；添加鋁粉為8%，汞的去除率為99.8%。填料過(guò)濾法比投加鋁粉法效果更佳明顯，能使廢水中的含汞量達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)[10]。1.2.2化學(xué)混凝沉淀法向含汞廢水中投入硫化鈉固體，由于Hg(II)與S2-具有強(qiáng)烈的親和力，能生成溶解度很小的硫化汞，從而可以使用過(guò)濾的方法將Hg(II)從溶液中除去。硫化鈉適合用于處理含汞量較高的廢水，汞的去除率為90~95%，但與國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)比較存在較大的差距。處理后，外排水的汞的總含量達(dá)到1mg/L。有的工廠使用硫氫化鈉、明礬進(jìn)行二步處理汞含量為25mg/L的廢水，由于產(chǎn)生共沉淀，因此投入明礬可以明顯提高沉降的效率，處理后的外排水的含汞量可降低至0.006~0.05mg/L[11]。1.2.3生物吸附法凡具有從溶液中分離金屬能力的生物體或其衍生物都稱(chēng)為生物吸附劑。生物吸附劑主要是菌類(lèi)、淀粉、纖維以及藻類(lèi)等。生物吸附可分為死體吸附和活體吸附，其中生物死體表現(xiàn)出和金屬更強(qiáng)的結(jié)合性，死體細(xì)胞也有無(wú)需供應(yīng)細(xì)胞生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)及不受環(huán)境的影響，選擇性獲得羥基、羧基、內(nèi)酯基等官能團(tuán)，并結(jié)合應(yīng)用場(chǎng)合吸附質(zhì)的特性研究。對(duì)于不同的微生物，如藻類(lèi)、真菌和細(xì)菌，它們的細(xì)胞壁上主要組成成分的差異導(dǎo)致了它們吸附機(jī)理的不同；此外，溶液中的重金屬離子在一定程度上也影響著生物吸附。微生物生物吸附[12]主要是指經(jīng)過(guò)一系列生物化學(xué)作用使重金屬離子被微生物細(xì)胞吸附，這些作用包括靜電吸附、酶促反應(yīng)、無(wú)機(jī)微沉淀和氧化還原等。生物吸附機(jī)理：通過(guò)固液兩相分離去除水溶液中的金屬離子生物處理方法。微生物可利用胞外聚合物分離金屬離子，有些細(xì)菌在生長(zhǎng)過(guò)程中釋放的蛋白質(zhì)，能使溶液中可溶性的重金屬離子轉(zhuǎn)化為沉淀物而去除。其吸附機(jī)理有[13][14][15]：①表面絡(luò)合機(jī)理，微生物能通過(guò)多種途徑將重金屬吸附在其細(xì)胞表面，細(xì)胞壁是重金屬離子的積累場(chǎng)所，細(xì)胞壁主要由甘露聚糖、葡萄糖、蛋白質(zhì)和甲殼質(zhì)組成，這些組成中可與重金屬離子相結(jié)合的主要官能團(tuán)包括磷酰基、羥基、羧基、硫酸酯基、氨基和酰胺基等，其中H、O、S等原子可以提供孤對(duì)電子與金屬離子配位絡(luò)合；②離子交換機(jī)理，微生物利用細(xì)胞壁上與重金屬離子進(jìn)行交換，從而使溶液中的重金屬離子濃度得以降低；③氧化還原機(jī)理，有些菌類(lèi)本身具有氧化還原性，能改變吸附在其上的重金屬離子的價(jià)態(tài)，使之變成無(wú)揮發(fā)性和毒性的物質(zhì)；④靜電吸附機(jī)理，微生物細(xì)胞的外表面帶有負(fù)電荷，因此對(duì)帶正電的重金屬離子具有靜電吸附性能。1.3含汞廢水的活性炭吸附法研究進(jìn)展吸附法是目前探究最為熱門(mén)的含重金屬?gòu)U水處理的方法之一。大量的天然材料或工業(yè)副產(chǎn)品是廉價(jià)吸附劑的重要來(lái)源，只要簡(jiǎn)單加工、來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉的吸附劑稱(chēng)為“廉價(jià)”吸附劑[16]。吸附是去除廢水中重金屬離子廣泛采用的技術(shù)，廉價(jià)、高效吸附劑一直是廣大科研工作者的研究熱點(diǎn)[17]。吸附法的特點(diǎn)有：①可對(duì)經(jīng)化學(xué)沉淀法處理后的含極低濃度汞離子的廢水進(jìn)行深度處理；②許多吸附劑都可通過(guò)酸洗、鹽洗等脫吸附手段得到重復(fù)使用；③所用吸附劑的品種多樣，既可滿(mǎn)足不同應(yīng)用環(huán)境的要求，又為人工設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)新型吸附劑提供了廣闊的空間；④二次污染小，通常不會(huì)向所處理的水體中引入新的污染物。吸附方法后的吸附劑還可以再次重復(fù)使用。活性炭吸附重金屬離子的模式是表面絡(luò)合模式。表面絡(luò)合模式將粒子在顆粒表面的吸附作用看成一種表面絡(luò)合形成反應(yīng)，反應(yīng)趨勢(shì)隨溶液pH值和表面羥基基團(tuán)的堿度增大而增大，因此表面絡(luò)合反應(yīng)特征強(qiáng)烈依賴(lài)與pH值、顆粒表面特征及吸附質(zhì)濃度[18]。活性炭吸附金屬離子的作用方式是根據(jù)活性炭的多孔性炭物質(zhì)結(jié)構(gòu)，其吸附機(jī)理通俗易懂同時(shí)吸附后的吸附劑還可以再次循環(huán)使用，是一種對(duì)環(huán)境友好的無(wú)機(jī)吸附劑。在當(dāng)今的環(huán)境友好型和資源節(jié)約型社會(huì)的大主題下，我們應(yīng)該緊隨時(shí)代的腳步和響應(yīng)急切的呼吁，需要我們?nèi)グl(fā)展并堅(jiān)持我們資源的可持續(xù)發(fā)展策略。因此，人們對(duì)金屬—無(wú)機(jī)吸附劑相互作用機(jī)理的認(rèn)識(shí)仍處在初級(jí)階段，但己有越來(lái)越多的科學(xué)工作者開(kāi)始關(guān)注無(wú)機(jī)吸附的機(jī)理，從而對(duì)這一簡(jiǎn)便的無(wú)機(jī)物理化學(xué)過(guò)程有更加深刻的本質(zhì)認(rèn)識(shí)。活性炭能有效地吸附廢水中的汞，我國(guó)有些工廠已采用此法處理含汞廢水，該法只適用于處理低濃度的含汞廢水。廢水含汞濃度高時(shí)，可先進(jìn)行一級(jí)處理，降低濃度后再用活性炭吸附，將含汞量1~2mg/L以下的廢水通過(guò)活性炭濾塔，排出水含汞量下降到0.01~0.05mg/L，處理用的活性炭可以回收汞而再生，之后還可以重復(fù)適用。1.4木質(zhì)活性炭的簡(jiǎn)介與應(yīng)用目前，活性炭已被廣泛地應(yīng)用于空氣機(jī)氣體的凈化、氣體分離、液體和溶液的脫色與凈化及水處理等各個(gè)領(lǐng)域[19]。活性炭（ActivatedCarbon或ActiveCarbon）是無(wú)定形碳之一,是碳元素的一種同素異行體，碳單質(zhì)的一種存在形式蜂窩狀結(jié)構(gòu)，有許多小的晶體，作用機(jī)理為吸附，由于它的比表面積很大，有許多空隙、小孔，故具有較強(qiáng)的吸附能力。活性炭是一種具有極豐富的孔隙構(gòu)造的多孔狀碳化物，由于微晶碳是不規(guī)則排列，在交叉接連之間有細(xì)孔，在活化時(shí)會(huì)產(chǎn)生碳組織缺陷，因此具有良好的吸附特性，是目前使用最為廣泛的一種無(wú)機(jī)吸附劑。常用做吸附劑，凈化空氣，提純物質(zhì)，脫色和去臭等。活性炭的化學(xué)性能穩(wěn)定，耐酸堿，并可再生重復(fù)使用，因此活性炭吸附技術(shù)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。活性炭表面酸性基團(tuán)采用Boehm滴定法測(cè)定[20]，活性炭表面化學(xué)結(jié)構(gòu)：影響活性炭吸附其它性質(zhì)的主要因素是氧和氫的存在。這些元素和碳原子發(fā)生化學(xué)結(jié)合，形成了不同于灰分的活性炭的氧絡(luò)合體，即所謂的表面氧化物，極大地影響著炭表面的極性及其吸附能力。活性炭上的主要雜原子為氧，最常見(jiàn)的官能團(tuán)為羧基、內(nèi)酯基、羰基和酚羥基。對(duì)活性炭性質(zhì)產(chǎn)生重要影響的化學(xué)基團(tuán)主要是含氧官能團(tuán)和含氮官能團(tuán)[21]。下面對(duì)著兩種官能團(tuán)進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹：⑴含氧官能團(tuán)：是影響活性炭吸附效果的主要因素。研究活性炭表面具有各類(lèi)含氧官能團(tuán)，主要以―CHO，―OH，―COOH，—C=O四種形式存在，它們通常是活性炭吸附的活性中心[22][23]。⑵含氮官能團(tuán)：取決于活性炭的制備方法。活性炭表面的氮原子可以通過(guò)兩種方法引入：一是活性炭與含氮試劑反應(yīng)，如與氨氣反應(yīng)；二是用含氮原料制備活性炭。有數(shù)據(jù)可見(jiàn)，活性炭處理初始汞含量小于lμg/L的廢水，去除率雖然低于70%，但出水汞含量卻可達(dá)0.25μg/L以下。而同樣處理初始汞含量為10~100μg/L的廢水，汞去除率雖達(dá)90%以上，但出水汞含量最高達(dá)到20μg/L。活性炭吸附法適用于含汞廢水成分單一且濃度較低情況下的處理。處理后的活性炭可回收再生，重復(fù)使用。木質(zhì)活性炭歸屬于無(wú)機(jī)吸附劑，是一類(lèi)較為特殊的活性炭，能吸附重金屬離子、有顏色和氣味等的雜質(zhì)。（1）木質(zhì)活性炭特征木質(zhì)活性炭具有以下特征：①木質(zhì)活性炭吸附特征：木質(zhì)活性炭表面積越大，其吸附能力就愈強(qiáng)；由于木質(zhì)活性炭是非極性分子，因此木質(zhì)活性炭比較易于吸附非極性或者極性很低的吸附質(zhì)。②吸附劑的顆粒特征：吸附劑的顆粒大小，細(xì)孔結(jié)構(gòu)和分布情況及其表面化學(xué)性質(zhì)對(duì)吸附都有較大的影響。③廢水酸度對(duì)木質(zhì)活性炭的影響：木質(zhì)活性炭一般在酸性溶液中比其在堿性溶中有更高的吸附率。④共存物質(zhì)對(duì)木質(zhì)活性炭的影響：木質(zhì)活性炭對(duì)某種吸附質(zhì)的吸附能力比只含該種吸附質(zhì)時(shí)的吸附能力要差。⑤溫度和接觸時(shí)間對(duì)木質(zhì)活性炭的影響：溫度相對(duì)來(lái)說(shuō)對(duì)某種活性炭的影響是比較小，而接觸時(shí)間卻影響較大。為了保證木質(zhì)活性炭與吸附質(zhì)要有一定的接觸時(shí)間，使吸附接近平衡，就必須要充分利用吸附能力。（2）木質(zhì)活性炭用途活性炭作為一種無(wú)機(jī)吸附劑在我們的廢水處理中得到了大量的使用，而且大量實(shí)驗(yàn)表明：活性炭在吸附廢水中的重金屬離子具有較好的吸附效果。而我們以木質(zhì)活性炭作為一種新型的無(wú)機(jī)吸附材料，一直受到科學(xué)家的青睞。由于木質(zhì)活性炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)和接連缺口的特點(diǎn)，在氣相吸附和有機(jī)溶劑的回收和處理廢水中重金屬離子方面得到廣泛實(shí)際的運(yùn)用。木質(zhì)活性炭對(duì)于雜質(zhì)和廢水中的重金屬離子的吸附方面具有不可替代的影響，其有較高吸附性和較高脫附性，從而大大的提高溶劑的回收率和有害物質(zhì)及氣體的除去率。比如說(shuō)可以祛除谷氨酸及鹽，乳酸及鹽，動(dòng)植物蛋白、醫(yī)藥中間體、抗生素等產(chǎn)品的脫色、精致、除臭、去污水和雜質(zhì)等等。需要指出的是，利用木質(zhì)活性炭作為無(wú)機(jī)吸附材料吸附重金屬離子的研究還很少見(jiàn)，尤其對(duì)Hg(II)的吸附更為少見(jiàn)。1.5研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新之處⑴研究?jī)?nèi)容：本論文是模擬含汞廢水為研究對(duì)象，采用木質(zhì)活性炭作為無(wú)機(jī)吸附劑，對(duì)模擬含汞廢水進(jìn)行了批序式室內(nèi)吸附探究，并初步探索其在含汞廢水處理中的可行性和應(yīng)用前景。主要探究?jī)?nèi)容如下：=1\*GB3①測(cè)定木質(zhì)活性炭在不同pH值對(duì)Hg(II)的吸附容量和吸附率；②測(cè)定木質(zhì)活性炭在不同溫度對(duì)Hg(II)的吸附容量和吸附率；③測(cè)定木質(zhì)活性炭在不同吸附時(shí)間對(duì)Hg(II)的吸附容量和吸附率；④測(cè)定木質(zhì)活性炭在不同的投加量對(duì)Hg(II)的吸附容量和吸附率，并優(yōu)化得到最佳吸附條件。⑵創(chuàng)新之處：環(huán)境問(wèn)題是人類(lèi)賴(lài)以生存與發(fā)展的永恒主題，只有在人類(lèi)與環(huán)境的和諧協(xié)調(diào)發(fā)展，國(guó)家才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境友好型社會(huì)。無(wú)機(jī)化學(xué)科學(xué)屬于21世紀(jì)熱點(diǎn)探究的領(lǐng)域之一，是未來(lái)科技發(fā)展的核心領(lǐng)域和心臟地帶。本課題緊跟時(shí)代發(fā)展主題，將無(wú)機(jī)吸附劑（木質(zhì)活性炭）用于環(huán)境（重金屬汞污染）治理方面，嘗試去解決人類(lèi)賴(lài)以生存的水資源污染這一嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。=1\*GB3①?lài)?guó)內(nèi)首次報(bào)道采用木質(zhì)活性炭作為無(wú)機(jī)吸附劑處理含汞廢水；②對(duì)吸附性能效果進(jìn)行了簡(jiǎn)單的探索，為優(yōu)化吸附過(guò)程和研究無(wú)機(jī)吸附劑在工業(yè)上的應(yīng)用，提供了理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。2實(shí)驗(yàn)部分2.1試劑與儀器2.1.1試劑Hg(NO3)2；木質(zhì)活性炭；二硫腙；三氯甲烷；氨水；鹽酸羥胺溶液表表1主要試劑試劑名稱(chēng)試劑純度試劑出廠廠家木質(zhì)活性炭分析純鞏義市國(guó)清凈水材料有限公司Hg(NO3)2分析純\o"成都市鐵峰化工有限公司"成都市鐵峰化工有限公司二硫腙分析純天津化學(xué)試劑二廠三氯甲烷分析純天津化學(xué)試劑二廠氨水分析純天津化學(xué)試劑二廠鹽酸羥胺溶液分析純天津化學(xué)試劑二廠2.1.2儀器表表2主要儀器儀器名稱(chēng)型號(hào)生產(chǎn)廠家空氣浴振蕩器HMQ1-DHZD哈爾濱東聯(lián)電子開(kāi)發(fā)有限公司精密pH計(jì)pH-3上海精密科技儀器有限公司電子天平BS600-H上海友聲衡器有限公司離心分離機(jī)TG16長(zhǎng)沙英泰儀器責(zé)任有限公司2.2木質(zhì)活性炭和Hg(II)標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制2.2.1木質(zhì)活性炭木質(zhì)活性炭：木質(zhì)活性炭粉末購(gòu)于鞏義市國(guó)清凈水材料有限公司。按照GB/T7702-1997檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，木質(zhì)粉狀活性炭物理、化學(xué)性能分析如下：表表3木質(zhì)活性炭的物理和化學(xué)性能分析項(xiàng)目測(cè)試數(shù)據(jù)分析項(xiàng)目測(cè)試數(shù)據(jù)碘值＞900mg/g亞甲基蘭吸附值≥120mg/g比表面積＞100m2/g水分≤8%pH值5~7粒徑20~40目2.2.2Hg(II)標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制吸附水樣：由一定量的分析純Hg(NO3)2固體溶解到蒸餾水中配制成一定濃度的溶液，再用0.1mol/LHCl或NaOH來(lái)調(diào)節(jié)得到各種pH值的Hg(NO3)2溶液，以備實(shí)驗(yàn)的使用。2.3Hg(II)吸附實(shí)驗(yàn)本實(shí)驗(yàn)著重探究了木質(zhì)活性炭靜態(tài)吸附的效果，利用單個(gè)的實(shí)驗(yàn)變量探究木質(zhì)活性炭對(duì)溶液中Hg(II)的吸附效果。探究了初始溶液pH值、吸附時(shí)間、吸附劑的投加量、初始溶液濃度和溫度等環(huán)境因素對(duì)木質(zhì)活性炭吸附Hg(II)的吸附率影響。用移液管移取25.00mL的一定初始濃度的Hg(II)標(biāo)準(zhǔn)溶液置于250mL的錐形瓶中，再使用0.1mol/L的HCl或NaOH調(diào)節(jié)其pH值到需要的數(shù)值，然后稱(chēng)取一定質(zhì)量的木質(zhì)活性炭投入到其中，在一定溫度下將錐形瓶置于恒溫振蕩器中，以160rpm的轉(zhuǎn)速振蕩，吸附一定的時(shí)間，取上層溶液置于10000×g下離心20min,再量取一定的上層清液，應(yīng)用二硫腙分光光度法測(cè)定Hg(II)的濃度[24]。每組做3個(gè)平行實(shí)驗(yàn)，其計(jì)算結(jié)果為平行實(shí)驗(yàn)的平均值。木質(zhì)活性炭對(duì)溶液中Hg(II)的去除率為R(%)和吸附量為Qt(mg/g)可以通過(guò)下面公式進(jìn)行計(jì)算：（1）（2）公式中：R為溶液中Hg(II)的去除率，%；C0為溶液Hg(II)的初始濃度，mg/L；Ct為吸附t時(shí)間后溶液中Hg(II)濃度，mg/L；Qt為t時(shí)刻吸附劑的吸附量，mg/g；V為吸附液的體積，L；m為吸附劑投加量，g。2.4等溫吸附模型本實(shí)驗(yàn)探究中主要運(yùn)用Langmuir和Freundlich兩種常用的吸附等溫線方程來(lái)描述木質(zhì)活性炭對(duì)Hg(II)的吸附過(guò)程。現(xiàn)對(duì)兩種吸附模型做如下介紹：Langmuir吸附等溫線方程Langmuir吸附等溫線方程是描述單組分體系中金屬離子吸附量與溶液中金屬離子平衡濃度之間的關(guān)系，其表現(xiàn)出的是屬于單分子層吸附模型。設(shè)吸附劑表面是單一的、開(kāi)放的，每一個(gè)吸附位有且僅可以容納一個(gè)吸附質(zhì)分子，每個(gè)地方的吸附能力都是相同的。當(dāng)吸附劑表面達(dá)到吸附質(zhì)飽和時(shí)，其吸附量就到達(dá)了最大值，此時(shí)在吸附劑表面上的各個(gè)吸附點(diǎn)之間沒(méi)有吸附質(zhì)相互轉(zhuǎn)移運(yùn)動(dòng)，達(dá)到平衡時(shí)，吸附速度等于脫附速度。Langmuir模型方程公式為：Qe=QmaxbCe/(1+bCe)（3）其線性公式為：Ce/Qe=(Qmaxb)1+Ce/Qmax（4）公式中：Qe為平衡吸附量，mg/g；Qmax為理論飽和吸附量，mg/g；Ce為平衡時(shí)的平衡濃度，mg/L；b為L(zhǎng)angmuir模型常數(shù)，L/mg。Freundlich吸附等溫線方程Freundlich吸附等溫線方程主要用于非理想狀態(tài)下的多相表面吸附和多層吸附，歸屬于經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀ＴO(shè)吸附劑表面的活性位點(diǎn)分布是不均勻的，單層吸附對(duì)吸附?jīng)]有任何限制，可以用來(lái)描述不同體系的、可逆的吸附過(guò)程。Freundlich模型方程公式為：Qe=kCe1/n（5）其線性公式為：logQe=logk+(1/n)logCe（6）公式中：Qe為平衡吸附量，mg/g；Ce為平衡濃度，mg/L；k，1/n為Freundlich模型常數(shù)。為了探索實(shí)驗(yàn)中木質(zhì)活性炭的投加量對(duì)低濃度含Hg(II)廢水的最佳吸附熱力學(xué)模型，在本實(shí)驗(yàn)探究中用Langmuir和Freundlich型方程進(jìn)行了一定的擬合。3結(jié)果與討論3.1溶液初始pH對(duì)吸附Hg(II)的影響選取溫度為T(mén)=298K，吸附時(shí)間為t=90min，Hg(II)的初始濃度為C0=100mg/L，吸附劑投加量為m=1g，吸附液的體積為V=1L作為初始吸附條件對(duì)Hg(II)進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)，探究溶液的初始pH值介于2.0~7.0的范圍之間時(shí)溶液pH值變化對(duì)Hg(II)的吸附效果的影響，圖1表示其吸附結(jié)果。從圖1中可以看出，平衡吸附容量隨著pH值的增大先增加，然后下降，其圖形呈倒立拋物線形。在pH值約為6.0附近，木質(zhì)活性炭對(duì)Hg(II)吸附容量達(dá)到最大值，其值約為90.1mg/g，在pH介于6.0~7.0的范圍內(nèi)變化時(shí)，平衡吸附容量Qe有顯著的下降。pH值對(duì)吸附效果的影響十分顯著，在pH等于2.0和7.0時(shí)，Hg(II)吸附率分別只有19.6%和15.9%。對(duì)于木質(zhì)活性炭，它們對(duì)Hg(II)的吸附都受到溶液初始pH值的顯著影響。對(duì)此現(xiàn)象可能存在的原因是溶液的pH值不僅影響吸附劑表面的活性位點(diǎn)，同時(shí)也影響了溶液中金屬離子的存在狀態(tài)和形式。因?yàn)閜H值較低時(shí)，溶液中H+濃度比較大，H+與Hg(II)競(jìng)爭(zhēng)木質(zhì)活性炭細(xì)胞壁上有限的負(fù)電性活性部位，細(xì)胞壁上的活性部位絕大部分是被H+所占據(jù)，與此同時(shí)細(xì)胞壁的活性部位被H+占據(jù)后，由于排斥力作用阻止了Hg(II)離子進(jìn)一步向細(xì)胞靠近，所以pH值越小阻力就越大，因而Hg(II)吸附率就隨之降低。當(dāng)pH值由較小值逐漸增大時(shí)，H+從活性位點(diǎn)上慢慢解離下來(lái)進(jìn)入溶液中，顯現(xiàn)出更多帶負(fù)電荷的有機(jī)基團(tuán)(帶負(fù)電荷的有機(jī)基團(tuán)是指以堿性基團(tuán)為主，這些基團(tuán)與有機(jī)物之間的相互作用是以Π-Π色散力和電子供體-受體作用為主)，Hg(II)與這些新空出的表面活性位點(diǎn)結(jié)合，使溶液中Hg(II)濃度逐漸降低，從而使Hg(II)的吸附率逐漸增大。隨著pH值的進(jìn)一步增大，雖然H+濃度在不斷減少，與Hg(II)的競(jìng)爭(zhēng)吸附的H+也在逐漸減少，但是與活性位點(diǎn)結(jié)合的Hg(II)會(huì)發(fā)生水解，再次形成Hg(II)進(jìn)入溶液中，使溶液中Hg(II)濃度又會(huì)逐漸變大，從而導(dǎo)致Hg(II)的吸附率又逐漸降低。圖1溶液初始pH圖1溶液初始pH值對(duì)木質(zhì)活性炭吸附Hg(II)效果的影響吸附條件：C0(Hg(II))=100mg/L；m=1.0g；T=298K；t=90min；V=1L3.2溫度對(duì)吸附Hg(II)的影響溫度對(duì)吸附速率會(huì)有影響，因此探究溫度對(duì)吸附效果的影響對(duì)于探索吸附反應(yīng)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)具有重要意義。選取溶液初始pH=6.0，吸附時(shí)間t=90min，溶液中Hg(II)初始濃度C0=100mg/L，吸附劑投加量為m=1.1g，吸附液的體積V=1L作為吸附條件對(duì)Hg(II)進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)，探究溫度介于298~333K之間的一系列溫度下的對(duì)Hg(II)溶液的平衡吸附容量，圖2表示其吸附結(jié)果。從圖2中可以明顯看出，提供的吸附溫度對(duì)木質(zhì)活性炭吸附溶液中的Hg(II)的效果影響不是十分明顯，可以說(shuō)基本上不受吸附溫度的影響。本實(shí)驗(yàn)?zāi)举|(zhì)活性炭在實(shí)驗(yàn)的溫度范圍內(nèi)溫度的增大對(duì)平衡吸附容量基本上沒(méi)有很大的影響，木質(zhì)活性炭對(duì)Hg(II)的吸附率都達(dá)到了90%以上，吸附效果都是比較好的。因此我們可以認(rèn)為木質(zhì)活性炭對(duì)溶液中Hg(II)的最佳溫度為298K。圖2圖2不同溫度下Hg(II)在木質(zhì)活性炭上的等溫吸附線吸附條件：pH=6.0；t=90min；C0(Hg(II))=100mg/L；m=1.1g;V=1L3.3吸附時(shí)間對(duì)Hg(II)吸附的影響選取溶液初始pH=6.0，吸附溫度T=298K，Hg(II)初始濃度C0=50~100mg/L，吸附劑投加量為m=1.1g,吸附液的體積V=1L作為吸附條件對(duì)Hg(II)進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)，探究吸附時(shí)間t介于0~120min內(nèi)對(duì)Hg(II)溶液的吸附效果的影響，圖3表示其吸附結(jié)果。圖3圖3吸附時(shí)間對(duì)木質(zhì)活性炭吸附Hg(II)效果的影響吸附條件：pH=6.0；C0(Hg(II))=50;100mg/L；m=1.1g；T=298K；V=1L從圖3中可以得到，隨著吸附時(shí)間的增長(zhǎng)，木質(zhì)活性炭對(duì)Hg(II)的吸附率和吸附量均有顯著的增大。當(dāng)吸附時(shí)間為t=20min時(shí)，木質(zhì)活性炭對(duì)Hg(II)的吸附率為12.7%(50mg/L)和10.2%(100mg/L)；而且在最開(kāi)始的20min內(nèi)，吸附率呈現(xiàn)出較慢上升趨勢(shì)，并慢慢趨于平緩；在吸附時(shí)間介于20~40min之間，Hg(II)吸附率上升的趨勢(shì)十分迅速，基本上是呈線性增長(zhǎng)；但是到達(dá)90min以后，Hg(II)吸附率就基本上變化幅度不大，基本上達(dá)到了吸附平衡，此時(shí)的平衡吸附率為分別達(dá)到90.1%(50mg/L)和90.2%(100mg/L)。因此木質(zhì)活性炭對(duì)Hg(II)溶液的吸附平衡時(shí)間可以被確定是90min。3.4溶液初始Hg(II)濃度對(duì)木質(zhì)活性炭吸附Hg(II)效果的影響選取溶液初始pH=6.0，吸附溫度T=298K，吸附時(shí)間為t=90min，吸附劑投加量為m=1.1g,吸附液的體積V=1L作為吸附條件對(duì)Hg(II)溶液進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)，探究Hg(II)溶液初始濃度C0介于25~400mg/L之間變化時(shí)，木質(zhì)活性炭對(duì)Hg(II)溶液的吸附效果的影響，圖4表示其吸附結(jié)果。從圖4可以得到，隨著溶液初始Hg(II)濃度由25mg/L增加到150mg/L時(shí)，木質(zhì)活性炭對(duì)Hg(II)的去除率并沒(méi)有呈現(xiàn)出較大的、明顯的變化，但平衡吸附容量卻在不斷地快速增長(zhǎng)達(dá)到了一個(gè)較大的數(shù)值約為174±2mg/g。當(dāng)溶液中Hg(II)的初始濃度從150mg/L逐漸增加到400mg/L時(shí)，木質(zhì)活性炭對(duì)Hg(II)的吸附率不但沒(méi)有呈現(xiàn)出增加趨勢(shì)反而是快速降低，而對(duì)Hg(II)的平衡吸附容量卻是略有增加后，就基本上不再發(fā)生較大幅度的變化。這表明隨著溶液中Hg(II)初始濃度的增加，木質(zhì)活性炭對(duì)Hg(II)的吸附率呈現(xiàn)出不斷降低的趨勢(shì)，但吸附容量卻呈現(xiàn)出逐漸增大的趨勢(shì)。這可能是因?yàn)槿芤撼跏紳舛忍幱谳^低數(shù)值時(shí)，Hg(II)可與木質(zhì)活性炭表面的活性吸附位點(diǎn)進(jìn)行充分全面的接觸而發(fā)生絡(luò)合，從而使溶液中Hg(II)濃度大大地減少，這樣Hg(II)的吸附率就會(huì)出現(xiàn)較高的數(shù)值。然而隨著溶液中Hg(II)濃度的不斷增加，當(dāng)溶液中Hg(II)出現(xiàn)剩余時(shí)，大量的活性吸附位點(diǎn)參與了吸附并達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，多余的Hg(II)只能是以游離的形式存在于溶液中，從總的方面來(lái)看這是導(dǎo)致了Hg(II)的吸附率下降的主要原因。與吸附率的變化趨勢(shì)呈現(xiàn)出相反的趨勢(shì)，木質(zhì)活性炭對(duì)Hg(II)的吸附量不斷增大可能是因?yàn)殡S著溶液初始Hg(II)濃度的增大，溶液中提供總的Hg(II)的量也在不斷增大，這些Hg(II)在木質(zhì)活性炭表面和內(nèi)部孔內(nèi)與活性吸附位點(diǎn)充分發(fā)生吸附作用，使單位面積上吸附的Hg(II)的量不斷增加，從而導(dǎo)致總的吸附量處于不斷增大的狀態(tài)。而且當(dāng)溶液濃度增大到一定程度后，所有活性吸附位點(diǎn)都參與了吸附并達(dá)到飽和狀態(tài)，即使繼續(xù)增加溶液中的Hg(II)濃度，對(duì)于平衡吸附容量也基本上也不會(huì)有較大的明顯的作用了。圖4圖4初始Hg(II)濃度對(duì)Hg(II)吸附效果的影響吸附條件：pH=6.0；T=298K；t=90min；m=1.1g；V=1L3.5木質(zhì)活性炭投加量對(duì)Hg(II)吸附的影響選取溶液初始pH=6.0，吸附溫度T=298K，吸附時(shí)間t=90min，Hg(II)初始濃度C0=200mg/L，吸附液的體積V=1L作為吸附條件對(duì)Hg(II)進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)，探究吸附劑即木質(zhì)活性炭的投加量m介于0.2g~2.0g之間變化時(shí)，木質(zhì)活性炭對(duì)Hg(II)溶液的吸附效果的影響，圖5表示其吸附結(jié)果。從圖5可以得到，隨著木質(zhì)活性炭投加量從0.2g逐漸增加到1.1g時(shí)，木質(zhì)活性炭對(duì)Hg(II)的吸附率呈現(xiàn)出快速升高的趨勢(shì)，基本上是呈現(xiàn)出線性變化的趨勢(shì)，但平衡吸附容量變化幅度還是處于變化較小的狀態(tài)，并保持在一個(gè)較為穩(wěn)定的較高的數(shù)值。當(dāng)木質(zhì)活性炭投加量從1.1g逐漸增大到2.0g時(shí)，其對(duì)Hg(II)溶液的吸附率略有增加后，就基本上不再發(fā)生變化，但是對(duì)Hg(II)平衡吸附容量卻呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢(shì)。圖5圖5吸附劑投加量對(duì)吸附Hg(II)的影響吸附條件：pH=6.0；T=298K；t=90min；C0(Hg(II))=200mg/L;V=1L3.6木質(zhì)活性炭對(duì)Hg(II)的平衡吸附探究依據(jù)溶液中初始Hg(II)濃度不同的條件下和不同木質(zhì)活性炭投加量對(duì)Hg(II)的吸附動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)，本實(shí)驗(yàn)采取Langmuir和Freundlich等溫吸附方程對(duì)等溫吸附線分別進(jìn)行線性擬合，圖6和圖7所示的分別是擬合曲線，所得的一些相關(guān)系數(shù)和參數(shù)R2都可已經(jīng)在表4中列出。值得注意的是：在Langmuir方程中，Qmax表示的是木質(zhì)活性炭對(duì)Hg(II)的最大吸附容量，反映得是吸附體系的吸附能力強(qiáng)弱問(wèn)題；b表示的是吸附劑與吸附質(zhì)的親和力大小，b的數(shù)值越大，就說(shuō)明Hg(II)和木質(zhì)活性炭結(jié)合的就越穩(wěn)定。Freundlich方程中，K表示的是吸附劑的吸附能力強(qiáng)弱；如果n的值相差不大時(shí)，我們可選用K值大小來(lái)比較吸附劑吸附性能的強(qiáng)弱；n表示的是金屬離子濃度對(duì)吸附的影響大小，n越大，則表明金屬離子濃度對(duì)吸附能力的影響也就越大。從表4中的數(shù)據(jù)可以得到，Langmuir方程擬合的效果要比Freundlich方程的效果好，從結(jié)果可知Langmuir等溫吸附模型擬合結(jié)果與Freundlich模型相比較具有更好的描述木質(zhì)活性炭對(duì)Hg(II)的吸附。因?yàn)榍罢叩腞2大于0.97，所以圖中數(shù)據(jù)能呈現(xiàn)出很好的線性相關(guān)性，然而后者R2小于0.850，其呈現(xiàn)出的相關(guān)性是比較差的；而且對(duì)于應(yīng)用Langmuir模型擬合出的Qmax為174±2mg/g,跟實(shí)驗(yàn)測(cè)的Qmax值（178.6/217.4mg/g）吻合度還是比較高的。從比較兩種模型的相關(guān)性系數(shù)就可以知道，Langmuir等溫吸附模型擬合結(jié)果要比Freundlich模型能更好的描述木質(zhì)活性炭對(duì)Hg(II)的吸附效果，RL2大于0.99。綜上所述，木質(zhì)活性炭對(duì)Hg(II)的吸附是符合Langmuir等溫吸附模型，由此知道木質(zhì)活性炭吸附Hg(II)是一個(gè)單層吸附過(guò)程。圖6圖6不同初始Hg(II)濃度下的Langmuir(a)和Freundlich(b)吸附等溫線吸附條件：pH=6.0；T=298K；t=90min；C0(Hg(II))=200mg/L；m=1.1g；V=1L圖7圖7不同初始活性炭濃度下木質(zhì)活性炭吸附Hg(II)的Langmuir(a)和Freundlich(b)吸附等溫線吸附條件：pH=6.0；T=298K；t=90min；C0(Hg(II))=200mg/L；m=1.1g；V=1L不同的初始條件LangmuirFreundlichQmax(mg/g)b(L/mg)RL2KF(mg/g)nRF2不同的初始Hg(II)濃度(數(shù)據(jù)來(lái)源于圖6)217.40.0430.99817.022.3340.822不同的活性炭投加量(數(shù)據(jù)來(lái)源于圖7)178.60.0680.96655.705.8820.267表表4木質(zhì)活性炭對(duì)Hg(II)的Langmuir和Freundlich等溫吸附方程參數(shù)4結(jié)論本文是以木質(zhì)活性炭作為無(wú)機(jī)吸附劑處理模擬含Hg(II)廢水溶液，探究了各種環(huán)境因子對(duì)木質(zhì)活性炭吸附Hg(II)廢水的影響，其中就包括初始溶液pH值、吸附溫度、吸附時(shí)間、木質(zhì)活性炭投加量等對(duì)木質(zhì)活性炭吸附Hg(II)效果的影響。得到的具體結(jié)論如下所示：（1）溶液初始pH值對(duì)木質(zhì)活性炭吸附Hg(II)的效果有顯著得影響。木質(zhì)活性炭對(duì)廢水中Hg(II)的吸附的最佳pH值為6.0；（2）木質(zhì)活性炭對(duì)Hg(II)的吸附時(shí)間是在90min后都可以達(dá)到吸附平衡。溫度對(duì)木質(zhì)活性炭對(duì)Hg(II)平衡吸附容量基本上是沒(méi)有較大的影響，因此該吸附過(guò)程是非溫度依賴(lài)性吸附過(guò)程；（3）對(duì)于木質(zhì)活性炭的投加量，Hg(II)吸附率是隨著木質(zhì)活性炭投加量的增加而快速的升高，但是平衡吸附容量的變化幅度還是比較小，并保持在一個(gè)穩(wěn)定的、相對(duì)較高的數(shù)值；當(dāng)木質(zhì)活性炭投加量增加到一定的數(shù)值后，若繼續(xù)增加，Hg(II)吸附率也不會(huì)再發(fā)生任何顯著的變化，但平衡吸附容量卻呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢(shì)。木質(zhì)活性炭的最大吸附容量為：174±2mg/g。綜上所述，木質(zhì)活性炭對(duì)低濃度含Hg(II)廢水具有顯著的去除效果。致謝我的畢業(yè)論文設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)過(guò)程從最開(kāi)始的資料收集到最終的論文成稿，每處都凝聚著易老師辛勤的汗水。他細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)、一絲不茍的作風(fēng)、循循善誘的教導(dǎo)和周密的思考方式給予我無(wú)盡的啟示，并在以后的人生中激勵(lì)和鞭策我不斷進(jìn)取，加倍努力。在此我對(duì)易老師表示誠(chéng)懇地的感謝和崇高的敬意！在這四年大學(xué)生活中我很幸運(yùn)能夠結(jié)識(shí)各位摯友，對(duì)于我來(lái)說(shuō)這是我人生中最大的一筆財(cái)富，我表示衷心感謝和真誠(chéng)的祝福！同時(shí)還要感謝各位同學(xué)和親愛(ài)的室友，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里，你們給了我很多的鼓舞、啟示和幫助，在此謹(jǐn)向所有曾經(jīng)給予我?guī)椭睦蠋煛⑼瑢W(xué)和朋友表示我最真摯的感謝！值此論文完稿之際，求學(xué)歷程既是艱苦的，同時(shí)又是快樂(lè)的。感謝我的班主任、輔導(dǎo)員和所有的任課老師，感謝四年來(lái)你們對(duì)我的諸多教誨、無(wú)私的幫助和細(xì)心的照顧，感謝你們大學(xué)四年坦誠(chéng)的陪伴，感謝你們四年來(lái)辛勤的栽培！參考文獻(xiàn)蔣挺大.甲殼素[M].北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,1996,355362.夏良樹(shù),譚凱旋,鄧帛輝,等.四種生物吸附劑對(duì)Hg(II)的吸附性能研究[J].化學(xué)工程,2008,36(2):912.郭振楚,韓亮.甲殼糖及其衍生物與金屬配位的研究進(jìn)展[J].化學(xué)研究與應(yīng)用,2009,13(1):2126.丁世敏,封京華,汪玉庭,等.交聯(lián)殼聚糖多孔微球?qū)θ剂系奈叫阅躘J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版),2004,6(2):711715.趙茂俊,馮易君,謝家理,等.固定化血紅蛋白吸附NO2性能的研究[J].化學(xué)研究與應(yīng)用,2000,12(6):668670.孫淑蘭.汞的來(lái)源特性、用途及對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)人類(lèi)健康的危害[J].上海計(jì)量測(cè)試,2006,5(11):69.鄧小麗.新型吸附劑的合成及其對(duì)溶液中重金屬離子吸附吸收性能的研究[D].蘭州:蘭州大學(xué),2012.趙青梅.改性活性炭和紅黃土對(duì)重金屬離子的吸附作用[D].河北:河北師范大學(xué),2010.馬全紅,高永紅.中國(guó)水環(huán)境重金屬研究[M].北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,1988,235267.張光華,劉書(shū)釵,郭建勛.甲醛交聯(lián)殼聚糖造紙?jiān)鰪?qiáng)劑的制備[J].西北輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2001,19(3):711.易道成,易平貴,劉俊峰.改性甲殼糖對(duì)電鍍廢水中重金屬離子的吸附[J].材料保護(hù),2002,35(1):1112.陳躍輝,張偉,汪愛(ài)河.含重金屬?gòu)U水微生物吸附法處理技術(shù)的簡(jiǎn)介[J].科技信息,2010,56(21):35.IyerA,ModyK,JhaB.Biosorptionofheavymetalsbyamarinebacterium[J].MarinePollutionBulletin,2005,50(7):340343.ArineMY,BayramogluG,YilmazM.BiosorptionofHg2+,Cd2+andZn2+byCaalginateandwood-rootingfungusFunaliatrogii[J].JournalofHazardousMaterials,2004,45(9):191199.DavisTA,VoleskyB,MucciA.Areviewofthebiochemistryofheavymetalbiosorptionbybrownalgae[J].WaterResearch,2003,37(4):43114330.BaileySE,OlinTJ,BrickaRM,etal.Removalofhealthhazardscausingacidicdyesfromaqueoussolutionsbytheprocessofadsorption[J].WaterResearch,1999,3(2):24692478.周利民,劉峙嶸,許文苑.麥麩對(duì)重金屬離子的吸附性能研究[J].離子交換與吸附,2005,1(4):370375.欒兆坤,湯鴻霄.尾礦砂對(duì)重金屬的吸附作用[J].環(huán)境化學(xué),1993,12(5):356360.錢(qián)慧娟.國(guó)外活性炭水處理技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].活性炭,1988,66(3):5660.肖樂(lè)勤,陳霜艷,周偉良.改性活性炭纖維對(duì)重金屬離子的動(dòng)態(tài)吸附研究[J].環(huán)境工程,2011,29(5):281290.王愛(ài)平.活性