不同因素对活性炭吸附马拉硫磷的影响

　　文摘：研究了活性炭用量、吸附时间、反应温度和溶液pH值对活性炭吸附马拉硫磷的影响。结果表明，活性炭对马拉硫磷的吸附速率以快速为主，2小时内吸附速度极快；在一定范围内，活性炭的用量和反应温度与固体吸附量成正比；在酸性溶液中，活性炭对马拉硫磷的吸附能力强，pH值在～范围内，吸附效果良好。

　　1、 导言

　　马拉硫磷是一种低毒的有机磷农药，已被世界公认为环境激素之一。它在自然环境中很难被生物分解，但很容易被活性炭吸收。研究马拉硫磷在活性炭上的吸附规律，对防治马拉硫磷污染具有重要的现实意义。关于环境激素的作用及其在环境中的行为和对野生动物的影响评价的研究很多，但对环境激素的处理方法研究较少。活性炭对农药的吸附主要是物理吸附过程。由于其表面的疏水性，能吸附水溶液中的各种物质，因此被广泛应用于农药污染的净化。

　　研究了活性炭对马拉硫磷的吸附特性和处理效果。研究了不同影响因素（反应时间、反应温度、活性炭用量、溶液pH值）下活性炭对马拉硫磷的吸附，为马拉硫磷废水处理技术的发展提供了依据。

　　2、 实验方法

　　在8个50ml锥形瓶中，分别加入50ml马拉硫磷水样（30mg/l），并分别加入不同量的活性炭（，，G，G），为防止挥发，将保鲜膜密封后放入振荡器中，在实验设计的温度下进行吸附；将保鲜膜与活性炭混合后，加入不同量的活性炭（，，G，G）反应时间分别为1h、2h，4h、6h、8h、12h、24h后取混合物，用μm滤膜过滤，测定滤液中马拉硫磷的浓度。

　　3、 实验结果与讨论

　　1马拉硫磷吸附动力学曲线

　　固定活性炭用量为/ml，测定结果如图1所示。由此可见，活性炭对马拉硫磷的吸附主要是快速吸附。活性炭对马拉硫磷的吸附速率在反应前2h内很快，吸附量占总吸附量的60%，2-6h固体吸附量的增加趋势不如前2h快，6h后逐渐减慢，在8-24小时内吸附基本平衡。因此，综合考虑其他因素的时间和条件，选择实验时间为8h。

　　2温度对吸附效果的影响

　　改变反应温度，吸收效果如图2所示。由图2可见，5℃时吸附效果较差，8h吸附量仅为0。吸附量在25℃和40℃时的增长趋势比在5℃和15℃时更明显，而吸附量在前4小时的增长趋势相对较快。在60℃时吸附效果明显，前2小时吸附速度很快，8小时后吸附量达到最大。

　　由图2可知，马拉硫磷的固体吸附随温度的升高而增加，因为吸附不仅包括物理吸附，还包括共价键和氢键的化学吸附。温度对化学反应有很大的影响，因为化学反应往往需要一定的活化能。温度的升高可以提高溶质分子的平均能量，促进化学吸附过程，从而促进吸附。但在25～40℃时，60℃时的上升趋势不明显，因为实验温度越高，马拉硫磷的挥发越高，活性炭的吸附容量越小，溶解度的增加会减少吸附量。

　　3活性炭用量对吸附的影响

　　改变活性炭的用量，吸附效果如图3所示。由图3可知，活性炭加入量对马拉硫磷的吸附量很小，曲线平缓。当用量为1g时，吸附效果不是很大。当用量增加到2G时，吸附效果明显改善。加入8G时，吸附效果良好。

　　活性炭的加入量越大，吸附效果越明显。但活性炭用量对吸附的影响应在一定的投加量范围内。在一定马拉硫磷浓度条件下，当用量达到一定量时，吸附效果基本达到极限。因此，用量应根据实际情况确定，过少，吸附效果不好，过多会造成浪费。由图3可见，8g时吸附效果较好，但单位吸附量平均值明显降低，吸附效果基本达到上限。因此，增加投资额未必能取得显著效果，反而会造成资源浪费。

　　4pH值对吸附效果的影响

　　活性炭对水中有机物的吸附效果与有机物的分子形态有关。一般来说，分子有机物比离子有机物更容易被吸附。pH>pK时，有机物主要以离子态存在。虽然电离度与溶解度不成正比，但电离度高的有机物溶解度大，吸附效果差。为了确定活性炭吸附马拉硫磷的最佳pH值，实验研究了pH值对活性炭吸附马拉硫磷的影响。结果如图4所示。

　　从图4可以看出，pH值对吸附有很大的影响。从8h反应数据可以看出，pH值高于pH值时，固相吸附量很大。当溶液为碱性时，吸附效果明显降低。可见，在微酸性条件下，吸附效果更好，因为在微酸性条件下，活性炭的吸附能力增强，活性炭和原料中的少量杂质电荷可以中和沉淀，能促进较好的吸附效果。活性炭表面含有羧基、酚羟基等，在水中可分解。在强碱性溶液中，这些官能团大量解离，活性炭表面往往带负电。此时，马拉硫磷分子趋向于电离和带负电。由于同性电荷的排斥作用，不利于马拉硫磷分子在活性炭表面的吸附。在碱性条件下，由于存在“脱附”和“溶胶”现象，活性炭带来的物质也会溶解到溶液中，从而增加溶液中的杂质，吸附效果较差。

　　3、 结论

　　研究了马拉硫磷在活性炭上的吸附行为，得出以下结论：

　　1活性炭对马拉硫磷的吸附主要是快速吸附。在一定用量范围内，活性炭用量与固体吸附量成正比，但当活性炭用量增加到一定量时，吸附效果基本达到上限。

　　2活性炭对马拉硫磷的吸附量随温度的升高而增大，但由于挥发的影响，温度过高会降低吸附效果。

　　3pH值与活性炭的吸附密切相关。当pH值调节在一定范围内时，马拉硫磷在活性炭上的吸附效果较好。