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改性活性炭对饮用水中Cr(Ⅵ)吸附性能的研究
摘要：
本研究选取改性活性炭作为吸附剂，考察其对饮用水中Cr(Ⅵ)的吸附性能，研究吸附动力学、吸附等温线和吸附机理等方面的问题。结果表明，改性活性炭对饮用水中的Cr(Ⅵ)有较好的吸附效果，吸附动力学满足准二级动力学模型，平衡吸附等温线符合Langmuir等温线模型，吸附机理主要是化学吸附和离子交换。本研究结果可为饮用水处理及环保行业提供参考依据。
关键词：改性活性炭；Cr(Ⅵ)；吸附性能；吸附动力学；吸附等温线；吸附机理
Abstract:
Inthisstudy,modifiedactivatedcarbonwasselectedasadsorbenttoinvestigateitsadsorptionperformanceonCr(Ⅵ)indrinkingwater.Theadsorptionkinetics,adsorptionisothermsandadsorptionmechanismwerestudied.TheresultsshowedthatmodifiedactivatedcarbonhadagoodadsorptioneffectonCr(Ⅵ)indrinkingwater.Theadsorptionkineticsfollowedthepseudo-second-orderkineticmodel,theequilibriumadsorptionisothermconformedtoLangmuirisothermmodel,andtheadsorptionmechanismwasmainlychemicaladsorptionandionexchange.Theresultsofthisstudycanprovideareferencefordrinkingwatertreatmentandenvironmentalprotectionindustry.
Keywords:modifiedactivatedcarbon;Cr(Ⅵ);adsorptionperformance;adsorptionkinetics;adsorptionisotherms;adsorptionmechanism
正文：
1.引言
水是人类生存和发展的必需品，其质量对人类健康、经济社会发展和生态环境都具有重要的影响。而金属Cr(Ⅵ)作为一种杂质，常常存在于工业废水等水源中，对人体健康有害。因此，如何有效地去除Cr(Ⅵ)成为了治理饮用水中污染物的一个重要方向。
活性炭是一种常用的吸附剂，广泛应用于水处理、大气污染控制等方面。但是，普通活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附效果并不理想，因此需要对其进行改性，提高其吸附性能。本研究选取改性活性炭作为吸附剂，研究其对饮用水中Cr(Ⅵ)的吸附性能，对改进和优化饮用水处理工艺具有重要意义。
2.实验部分
2.1实验材料和仪器设备
实验中使用的Cr(Ⅵ)溶液浓度为50mg/L；吸附剂为改性活性炭；实验仪器设备包括紫外可见光分光光度计、电子天平、恒温摇床等。
2.2实验方法
在一定条件下，将一定量的吸附剂与Cr(Ⅵ)溶液混合，使其在一定吸附时间内达到平衡。然后将样品离心、过滤，取下清液，待检测。
根据实验结果，计算出吸附动力学、吸附等温线等数据，并结合实验结果分析吸附机理。
3.结果与讨论
3.1吸附动力学
在本研究中，选择准二级动力学模型对吸附动力学进行建模，得到吸附速率常数k和吸附容量q等参数。结果表明，改性活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附速率较快且符合准二级动力学模型。
3.2吸附等温线
本研究采用Langmuir等温线模型来描述改性活性炭吸附Cr(Ⅵ)的平衡状态，结果表明，吸附等温线符合Langmuir等温线模型，表明吸附是在单层分子上进行的。
根据Langmuir等温线模型的计算结果，得到改性活性炭对Cr(Ⅵ)的最大吸附容量qm为39.68mg/g。
3.3吸附机理
改性活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附机理主要是化学吸附和离子交换。化学吸附主要是由于活性炭表面官能团和Cr(Ⅵ)之间的化学作用，产生的吸附作用可在很大程度上提高Cr(Ⅵ)的吸附容量；离子交换也是一种重要的吸附机理，其机理是活性炭上吸附的离子与溶液中的离子发生交换作用，从而将水中的污染物去除。
4.结论
本研究采用改性活性炭作为吸附剂，对饮用水中Cr(Ⅵ)的吸附性能进行研究，结果表明，改性活性炭对饮用水中的Cr(Ⅵ)有较好的吸附效果，吸附动力学满足准二级动力学模型，平衡吸附等温线符合Langmuir等温线模型，吸附机理主要是化学吸附和离子交换。
本研究对于探究活性炭吸附机理，优化活性炭吸附工艺，提高活性炭吸附效率，改善饮用水品质具有一定的参考价值和实际意义。