利用活性炭吸附提取模拟卤水中的碘.pdf

专业设计实验利用活性炭吸附提取模拟卤水中的碘学生姓名学号指导教师专业年级同组者中国海洋大学化学化工学院利用活性炭吸附提取模拟卤水中的碘【实验背景及原理】碘在人们的生产生活中发挥着重要的作用，碘及碘的化合物广泛应用于现代工业、农业、国防、科技和医药领域。在工业生产中，碘是制造无机或有机碘化物的基本原料，又是制造各种碘制剂、消毒剂和农药必不可少的原料，另外碘也可以作为高纯度锆、钛、硅和锗的提炼剂；在近代军事工业上，碘作为重要的战略物资，可用于火箭燃料添加剂等尖端军事领域；碘还是人体和植物必不可少的营养元素，医学界将碘作为“智慧元素”和“智慧之泉”应用于人体健康和提高人口素质中。碘作为重要的无机化工原料之一，在国民经济中有着举足轻重的地位，目前在世界范围内都属于紧缺资源。海洋中碘的总储量很大，高达822亿吨，被称为自然界的“碘库”，但总体浓度较低，约为0.05mg/L，卤水一般是海水晒盐后所产生的浓海水，我国是一个海洋大国，目前我国海盐产量每年达1800万吨，每年副产卤水1500万m3。大部分重新排入海洋或在盐田徘徊，既造成资源的严重浪费，又破坏了沿海地区的海洋生态平衡。卤水中各种化学元素已较海水浓缩数百倍，由于卤水中碘的浓度（10-150mg/L）远远高于海水中碘的浓度，所以是提取碘的有效原料。以卤水为原料提取碘的方法主要有离子交换法、空气吹出法和活性炭吸附法等。活性炭是用生物有机物质(包括煤、石油和沥青之类在内)炭化后活化而成。它具有高度发达的微孔结构(具有很大的比面积)因此具有吸附能力，而且化学性质稳定，容易再生是优良的吸附材料。本实验的目的是利用活性炭吸附剂吸附模拟卤水中的碘，考察吸附剂用量、粒度，吸附时间，吸附温度等参数对吸附性能的影响。【仪器与试剂】1.仪器：分析天平，电阻炉，循环水泵，可见分光光度计，恒温振荡器，移液管（5mL，10mL和25mL），量筒，烧杯（100mL，250mL），具塞锥形瓶（250mL，棕色），容量瓶（6个，50mL），容量瓶（1000mL），布氏漏斗，抽滤瓶2.试剂：碘化钾（优级纯），双氧水（30%分析纯），硫酸溶液（15%），盐酸（分析纯），可溶性淀粉（分析纯），活性炭（60-80目），氯化钠（分析纯），模拟卤水。【实验过程】（一）溶液配制1.KI标准溶液配制：准确称取KI0.1347g溶于水中，定容至1000mL，即得KI溶液，浓度为134.7μg/mL。2.配制15%过氧化氢溶液：量取50mL双氧水，稀释到100mL，备用。3.1%淀粉溶液：称取lg淀粉，加入5mL蒸馏水搅拌成混浊液，再缓慢倒入100mL沸水，加热并微沸片刻。4.配制20％氯化钠和0.5mol/L的盐酸溶液，备用。（二）碘浓度测定方法1．原理：采用分光光度法测定碘含量，含碘溶液用盐酸酸化，以双氧水为氧化剂，l％淀粉溶液为显色剂，测定吸光度。该方法在碘含量处于4-18µg/mL的范围内符合朗伯比耳定律，相应的化学反应式为：2IHO2HI2HO22223ICHO3ICHO26105n26105n2.最大吸收波长的测定准确移取KI标准溶液2.50mL于50mL容量瓶中，分别加入20％氯化钠溶液5.00mL，4.00mL0.5mol/L的盐酸酸化，2.00mL15%过氧化氢溶液和lmLl％淀粉溶液，定容至50mL，摇匀，放入暗橱中，25min后，在500-650nm范围内测吸光度，绘制吸光曲线，确定测定波长，得最大吸收波长565nm。3.标准曲线的绘制准确吸取KI标准溶液0.00，5.00，10.00，15.00，20.00，25.00mL于50mL容量瓶中，加入5.00mL20％氯化钠溶液，4.00mL0.5mol/L的盐酸酸化，2.00mL15%过氧化氢溶液和l％淀粉溶液lmL，定容至50mL。放置25min，测定溶液的吸光度，根据实验数据绘制标准曲线。（三）吸附实验1．模拟卤水中碘含量测定：移取4.00mL模拟卤水、4.00mL0.5mol/L的盐酸和2.00mL15%过氧化氢溶液于50mL容量瓶中，然后加入lmLl％淀粉溶液，定容，暗处放置25分钟后测定溶液的吸光度，计算碘浓度。2.吸附率测定：分别定量移取不同量卤水、4.00mL0.5mol/L的盐酸酸化和2.00mL15%过氧化氢溶液，于50mL容量瓶中定容。转移至250mL具塞锥形瓶中，加入一定量活性炭，在振荡器中振荡吸附一定时间，然后过滤，除去活性炭，向滤液中加入1mL淀粉溶液，暗处放置25min后用分光光度计测定滤液的吸光度，并计算吸附率。吸附率计算公式如下：吸附率（R，%）：R=(c-c)/c×100%，其中c是吸附前碘单质oeoo的浓度（μg/mL），c是平衡碘单质的浓度（μg/mL）。e3.考察吸附剂吸附时间对吸附性能的影响准确