刘俊志　耿国师　陈杨儒　于彩霞　武红晓　高烨

【摘 要】糖蜜基活性炭做吸附劑，研究其对溶液中Cd（II）的吸附性能。糖蜜基活性炭对溶液中Cd（II）的吸附容量大于对溶液中Cd（II）的吸附容量。探究了吸附条件对活性炭吸附性能的影响。相对于市售商业活性炭，糖蜜基多孔炭对溶液中Cd（II）具有较好的吸附性能和较高的性价比。

【关键词】糖蜜；多孔炭；市售炭；吸附；性能随着现代工农业的迅速发展，水体中重金属污染问题日益严重。水体重金属污染状况令人堪忧，铜、铅及镉等重金属污染问题相对比较突出[1]。目前除去水体中重金属离子的方法有很多，例如吸附法、化学沉淀法、膜分离法、混凝法、离子交换法、电化学法[2]。吸附法因其高效率、低成本、易操作而备受欢迎，所以成为除去水体中重金属离子的首选方法[3-4]。活性炭具有化学惰性良好、比表面积大及孔隙结构丰富的优点，是具有较高的吸附性能吸附材料，被广泛的应用到环保等领域[5-6]。本文研究糖蜜基活性炭对溶液中Cd（II）的吸附能力，并与市售商业活性炭进行对比分析。

1 实验方法

将一定质量的糖蜜基活性炭和市售活性炭分别加入Cd（II）溶液中，于恒温振荡器中振荡。以吸附量q为参考依据，研究糖蜜基活性炭和市售活性炭对溶液中Cd（II）的吸附能力，计算公式如下：

式中，C0：离子的初始浓度（mgL-1）；Ct：吸附t时间后离子浓度（mgL-1）；V：吸附溶液的体积（L）；m：活性炭的质量（g）；qe：平衡吸附量（mg g-1）。

2 结果与讨论

2.1 离子初始浓度对吸附能力的影响

由图1中可以看出，相同的吸附条件下，糖蜜基活性炭对Cd（II）的吸附能力远远大于市售活性炭对Cd（II）的吸附能力。随着溶液中Cd（II）的初始浓度的增加，因糖蜜基活性炭表面有充足的活性位点，可以迅速吸附Cd（II），吸附量出现快速增加的趋势；当初始浓度达到一定程度时，达到吸附平衡，吸附量不再发生改变。

2.2 吸附时间对吸附能力的影响

由图2可以看出，在相同的吸附条件下，糖蜜基活性炭对Cd（II）的吸附达到吸附平衡所需时间远远小于市售活性炭，分别为0.5h左右和4h左右。可能是因为糖蜜基活性炭具有较大的比表面积，较大的孔隙，使得离子扩散速度加快，因此吸附反应速度快，短时间内即可达平衡。

2.3 溶液pH对吸附能力的影响

由图3可以看出，相同吸附pH条件下，糖蜜基活性炭对Cd（II）的吸附能力远远大于市售活性炭对Cd（II）的吸附能力，且受溶液pH性的影响均较小。

2.4 投炭量对吸附能力的影响

由图4可以看出，随着投炭量的增加，糖蜜基活性炭和市售活性炭对溶液中Cd（II）吸附量均减小，而糖蜜基活性炭对溶液中Cd（II）吸附能力受投炭量影响较大。Cd（II）的单位面积的吸附孔隙位置就越多，吸附的动力也就越大，当投炭量增加时，尽管糖蜜基活性炭表面所含的活性位点数目大量增加，但是溶液中的Cd（II）浓度不变，随着离子的均匀扩散就导致可以占据的单位质量的糖蜜基活性炭上的活性位点就会相应的减少，所以单位质量的吸附量均减少。

3 结论

对比糖蜜基活性炭和市售商业活性炭对溶液中Cd（II）的吸附能力，结果表明任意吸附条件下，糖蜜基多孔炭的吸附容量均大于市售炭。考察了离子浓度、吸附时间、溶液pH以及投炭量温度吸附性能的影响，其中溶液pH对吸附性能的影响较小，离子浓度、吸附时间以及投炭量对吸附性能的影响较大。

【参考文献】

[1]庞荣丽，王瑞萍，谢汉忠，郭琳琳，李君.天津农业科学， 2016，22（12）：87-91.

[2]Altun T，Pehlivan. Food Chem， 2012， 132（2）：693-700.

[3]Silva Tais L， Ronix A， Pezoti O. Chem.Eng.J，2016，3：467-476.

[4]Ma X，Liu X，Anderson D.P.Food Chem，2015，181：133-139.

[5]Kyzas G Z，Deliyanni E A，Mastis K A.Colloid Surf.A， 2016，490：74-83.

[6]Maneerung T，Liew J，Dai Y.Bioresource Technol，2016，200： 350-359.endprint