TiO2复合吸附剂处理含铅废水

TiO2复合吸附剂处理含铅废水1实验部分1.1含Pb2+水样用Pb(NO3)2配制，Pb2+的浓度为50mg/L。1.2TiO2复合吸附剂的制备[2]TiCl4醇解过程中加入一定量的添加剂，经微滤、干燥、煅烧制得TiO2复合吸附剂。1.3吸附实验取100mL水样加入到烧杯中，调整溶液的pH值，加入一定量的TiO2复合吸附剂（以下简称吸附剂），开启磁力搅拌器，搅拌一定时间后，稍放置后过滤，滤液用双硫腙分光光度法测定其中的Pb2+的浓度[3]，进而计算Pb2+的去除率。Pb2+的去除率（%）=[（ρ0-ρ）/ρ0]×100%式中，ρ0–吸附前，水样中Pb2+的质量浓度，mg/L；ρ-吸附后，水样中Pb2+的质量浓度，mg/L。2结果与讨论2.1吸附剂的吸附机理吸附剂粒径小，表面多孔，有较大的比表面积，所以具有很强的吸附作用和较大的吸附容量，可以将污染物吸附而除去，同时，由于添加剂的协同作用，更能够提高其去除率。吸附剂的表面带负电荷，极容易吸附水中带正电荷的离子如Pb2+等，发生凝聚，产生难溶性的化合物，这些化合物再被吸附、沉降去除。2.2吸附时间的选择取100mL水样，调整溶液的pH值为8，搅拌强度同1.3，吸附剂的用量为1.0g，不同吸附时间下Pb2+去除率的变化如表1所示。表1吸附时间和Pb2+去除率的关系吸附时51020304050间/minPb2+去除率/%50.668.589.595.598.298.3从表1可以看出，Pb2+的去除率刚开始随着时间的增加而增加，但当吸附时间达到40min以后时，去除率达到98.2%，以后基本不再增加，这说明Pb2+的吸附已经达到饱和。因此，在此反应条件下，吸附时间为40min。2.3吸附剂用量的选择取100mL水样，调整溶液的pH为8，搅拌强度同1.3，吸附时间40min，改变吸附剂的用量，其Pb2+去除率的变化如表2所示。表2吸附剂用量和Pb2+去除率的关系吸附时间/min0.20.40.40.81.01.2Pb2+去除率/%78.884.593.297.798.298.5从表2看出，Pb2+的去除率随吸附剂用量的增加而增加，当吸附剂的用量达到1.0g时，Pb2+去除率达到了98.2%，以后增加得不明显，因此时对于Pb2+的质量浓度为50mg/L的水样，经处理后，Pb2+的质量浓度已经小于1.0mg/L。故该实验中，对于Pb2+质量浓度为50mg/L的100mL水样，吸附剂的用量定为1.0g。2.4溶液pH的选择取100mL水样，吸附剂的用量为1.0g，搅拌强度同1.3，吸附时间40min，改变溶液的pH，其Pb2+去除率的变化如表3所示。表3溶液pH值和Pb2+去除率的关系溶液pH3456789Pb2+去除率45.548.857.572.590.498.298.3从表3可以看出，当溶液的pH值由3~9，Pb2+的去除率不断生高。在低pH区时，TiO2仅有吸附、交换作用，而在高pH区，既有吸附交换作用，又伴有沉淀作用，故去除率不断升高，但在过高的pH值条件下，会造成分离的困难。故本实验选用pH为8。2.5TiO2复合吸附剂吸附和活性炭吸附实验比较取100mL水样，搅拌强度同1.3，吸附时间40min，溶液的pH值8，在TiO2复合吸附剂和活性炭吸附剂的用量相同的条件下分别进行吸附实验，结果见表4。表4TiO2复合吸附剂吸附和活性炭吸附实验比较用量/g00.20.40.60.81.0吸附剂的去除率/%078.884.593.297.798.2活性炭的去除率/%077.884.593.196.898.1表4结果说明二者用量相同的情况下，TiO2复合吸附剂对Pb2+的去除率普遍高于（或相当于）活性炭对的Pb2+去除率，当然，活性炭的吸附条件（如温度、pH值等）可能和TiO2复合吸附剂的吸附条件不同，但这里只是为了说明本实验用吸附剂的优越，并没有做过多的研究。4结论利用TiO2复合吸附剂成功地进行了含铅废水的去除实验，对于Pb2+的质量浓度为50mg/L的100mL水样，吸附剂的用量1.0g，吸附时间40min，溶液pH值8，此时Pb2+的去除率98.2%，高于或相当于活性炭吸附法。