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吸附温度对活性炭吸附性能有什么影响

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吸附温度对活性炭吸附性能有什么影响

在改性活性炭对水中对硝基苯酚的吸附性能试验中,于100mL吸附瓶中加入制得的吸附剂40.0mg,然后加入对硝基苯酚标准溶液50.0mL,在不同温度下恒温吸附2h,取清液测定其中对硝基苯酚质量浓度,根据测试数据制得对硝基苯酚去除率与吸附温度的关系图。

由硝基苯酚去除率与吸附温度关系图可以看出,改性活性炭Fe2O3-AC(AC-活性炭)吸附剂对对硝基苯酚的吸附性能明显优于未改性的活性炭;在吸附温度由18℃升高到25℃时。Fe2O3-AC(AC-活性炭)吸附剂对对硝基苯酚的去除率由95.6%升高到96.2%,活性炭的去除率由94.9%升高到95.5%;在吸附温度由25℃逐渐升高到40℃时,随着温度的继续增大,去除率反而减小。40℃时改性活性炭和普通活性炭吸附剂上对硝基苯酚分别降为94.9%和94.2%。

实验结果显示:经铁改性得的Fe2O3-AC(AC-活性炭)吸附剂与原活性炭相比其比表而积明显降低,比表而积的降低是不利于对硝基苯酚分子吸附的因素。经Fe改性活性炭制得的Fe2O3-AC(AC-活性炭)吸附剂比原活性炭具有更高的去除率。这可归因于经焙烧生成的Fe2O3-AC改性活性炭高度地分散在活性炭表而,提高了吸附剂表而的极性,提高了吸附剂对被吸附物的吸附性能。故Fe改性活性炭的吸附性能优于未改性的活性炭。

活性炭吸附存在物理吸附与化学吸附。物理吸附是由范德华力引起的吸附且吸附速率较快,基本不受温度的影响,高温不利于物理吸附;化学吸附过程中在吸附剂表而和被吸附分子之间形成了化学键,通过化学键力而进行的吸附其吸附速率较低,随温度升高则速度加快。在低温时吸附过程主要为物理吸附,当温度升高时化学吸附得到促进,故随着吸附温度的升高对硝基苯酚的去除率增加。达到一定的吸附温度后。化学吸附达到了饱和,且在更高的吸附温度下形成的化学键会断裂,故继续提高吸附温度对硝基苯酚的去除率开始下降。温度对溶液粘度也产生一定的影响。在一定温度范围内,随着温度的升高溶液的粘度减小,分子的运动及碰撞加剧,使分子偏离初始位置增大,相互作用力减弱,促进了溶质分子扩散,从而加速吸附剂孔中先吸附物质的置换,加速吸附作用。随着温度的继续升高,吸附剂的吸附作用会减弱。故即使有化学吸附存在,过高的温度同样不利于吸附的发生。