实验项目名称：活性炭吸附实验
实验项目性质：设计性实验
所属课程名称：水质工程学实验（2）
实验计划学时：2
一、实验目的
1. 熟悉用间歇式静态吸附法确定活性炭等温吸附式的方法；
2. 熟悉活性炭吸附公式中常数的确定方法；
3. 加深理解吸附的基本原理。
二、实验内容和要求
将不同投加量的粉末活性炭加入到相同体积废水中，用恒温振荡器进行震荡吸附，达吸附平衡时测定吸光度，求出吸附量，绘制吸附等温线。
要求学生熟悉活性炭吸附实验的整个操作过程，会绘制吸附等温线，进行活性炭吸附性能分析，并与已学的相关理论进行对照，以加深对所学理论知识的理解。
三、实验主要仪器设备和材料
恒温振荡器一台，250 mL三角烧瓶6个，烘箱，分光光度计，玻璃器皿、滤膜、粉末活性炭、亚甲蓝等。
四、实验方法、步骤及结构测试
（1）标准曲线的绘制
①配制100mg/L的亚甲基蓝溶液：称取0.1g亚甲基蓝，用蒸馏水溶解后移入1000mL的容量瓶中，并稀释至标线。
②用移液管分别移取100mg/L亚甲基蓝标准溶液0.5、1.0、2.0、3.0、4.0mL于100mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至100mL刻度处，摇匀，得到一系列不同浓度的亚甲基蓝标准溶液。以水为参比，在波长665 nm处，用1cm比色皿测定不同浓度的亚甲基蓝标准溶液吸光度，记录数据，绘制吸光度与亚甲基蓝浓度关系的标准曲线。
（2） 配置要处理的亚甲基蓝溶液，测定要处理的亚甲基蓝原液的吸光度，同时测定水温和pH值。
（3）将活性炭放在蒸馏水中浸24小时，然后放在105℃烘箱内烘至恒重，再将烘干后的活性炭压碎，使其成为能通过200目以下筛孔的粉状炭。
（4）在6个250 mL三角烧瓶中分别投加0、100、125、150、175、200mg粉状活性炭。
（5）在每个三角烧瓶中加入100mL的亚甲基蓝待处理溶液(100mg/L亚甲基蓝溶液)，没有投加活性炭的烧瓶除外。
（6）将三角烧瓶放在振荡器上振荡，当达到吸附平衡（时间延至滤出液的有机物浓度不再改变）时即可停止振荡（振荡时间一般为30min以上）。
（7）过滤各三角烧瓶中的溶液，测定其吸光度，换算成浓度，求出吸附量x。
五、实验报告要求
将标准曲线绘制的实验数据记入表7-1中，并绘制标准曲线。
表7-1 亚甲基蓝标准溶液吸光度与浓度
2.将吸附实验数据记入表7-2中。
表7-2活性炭间歇吸附实验记录
序号 |
原液 |
处理后（达平衡）水样 |
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原液体积(mL)或 (L) |
活性炭投加量(mg)或(g) |
去除率(%) |
吸附量X |
吸光度 |
浓度 |
水温 |
吸光度 |
浓度 |
水温 |
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3．按式
，计算吸附量q。
式中q—活性炭吸附量，即单位质量的吸附剂所吸附的物质重，g/g；
V—原液体积，L ；
C0,C—分别为吸附前原液及吸附平衡时溶液中被吸附物浓度，g/L；
X—被吸附物质量，g；
M—活性炭投加量，g。
4．利用q～c相应数据和公式
，经回归分析求出K、n值或利用作图法，将C和相应的q值在双对数坐标纸上绘制出吸附等温线，直线斜率为
，截距为K。
q——活性炭吸附量，g/g ；
C——被吸附物质平衡浓度，g/L ；
K，n——与溶液的温度、pH值以及吸附剂和被吸附物质的性质有关的常数。
将费兰德利希（Freundlich）经验式取对数后变换为：lgq=lgK+lgC
将q、C相应点绘在双对数坐标纸上，所得直线的斜率为，截距则为k。
值越小活性炭吸附性能越好，一般认为当=0.1～0.5时，水中欲去除杂质易被吸附；>2时难于吸附。
六、思考题
1．吸附等温线有什么现实意义？
2．作吸附等温线时为什么要用粉状炭？
