摘要：活性炭是一种具有丰富孔隙结构和巨大比表面积的碳质吸附材料，在污水净化领域具有广泛的应用价值。根据单一变量原则，波涛活性炭厂家研究了粉状活性炭对水中重金属离子Cr（VI）、Cu（ Ⅱ）和Fe（Ⅲ）的吸附作用。实验结果表明，粉状活性炭能有效去除3种重金属离子，且去除效果受温度、吸附时间、活性炭用量、溶液pH值的影响。随着活性炭用量、温度或吸附时间的增加，3种离子的去除率先增后减，而溶液pH值增加时，Cu（Ⅱ）离子的去除率几乎不变，Cr（VI）和Fe（Ⅲ）离子的去除率却逐渐降低。吸附时间超过30min时，粉末状活性炭对3种离子中的Cu（Ⅱ）离子去除效果好，去除率达90%以上。Cu（Ⅱ）离子的去除较优条件为40℃（温度）、30min（吸附时间）、0.15g（活性炭用量）和2.0（pH）。
污水及工业废水中所含的汞、铬、镍、铜、铁等有害重金属离子具有不可降解性，容易在生物体内聚集，会严重影响工农业生产和人类的健康。目前，处理水中重金属离子的方法有化学沉淀、吸附电解、离子交换和膜分离等。吸附法以其高经济和操作简便等优点而被广泛应用。
活性炭是一种具有丰富孔隙结构和巨大比表面积的碳质吸附材料，常被作为吸附剂处理污水中的各种重金属离子。采用两种不同改性方法对活性炭纤维（ACF）进行改性处理，比较其对水中Pb（Ⅱ）、Cu（Ⅱ）和Co（Ⅱ）离子的竞争吸附效能。结果表明，ACF对三种重金属离子吸附速率较快，吸附60min基本达到平衡，初始pH变化直接影响ACF对Pb（Ⅱ）、Cu（Ⅱ）和Co（Ⅱ）离子的去除效果。3种ACF对重金属离子的亲和力顺序均为Pb（Ⅱ）>Cu（Ⅱ）>Co（Ⅱ），随着平衡质量浓度的增加，其对Pb（Ⅱ）、Cu（Ⅱ）离子的吸附量加大，而对Co（Ⅱ）离子的吸附量呈先增加再下降趋势。有关报道采用活性炭去除水中硒。
活性炭投人量和水的pH值与活性炭吸附效率具有直接关系。水体中硒的浓度为40ug/L，活性炭投入量为5g/L时，水体中硒的除去率为81.23 %，水中残留的硒浓度约为6.82ug/L，已经符合国家规定的饮用水标准（硒浓度10ug/L）。而净化水pH为1.5时，净化效率为64.23%，升高水体pH达6以上时，净化率达94%以上，达到较佳净化效果。Cr（VI）、Cu（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）离子是污水中常见的重金属离子，本文采用粉状活性炭对其进行了吸附研究，并探讨了温度、吸附时间、活性炭用量、pH值对吸附作用的影响，以期寻找吸附的较优条件。
波涛活性炭厂家现将“粉状活性炭对水中重金属离子的吸附性能”实验结果分析如下：
一、粉状活性炭用量对吸附去除率的影响
粉状活性炭用量对吸附去除率的影响，充分反应后冷至室温，反复清洗并抽滤，其去除率结果见图1。
活性炭表面的孔隙结构及官能团是评价活性炭吸附能力的主要指标。由图1可知，投碳量相同时，粉状活性炭对Cu（Ⅱ）离子的吸附能力远大于Fe（Ⅲ）和Cr（VI）离子。随着粉状活性炭投加量的增加，粉状活性炭对三种金属离子的去除率逐渐增加，其中，Fe（Ⅲ）离子的去除率增加较快。当活性炭用量为0.15g时，Cu（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）离子的去除率达到较大值，分别为97.34%和84.26%，而活性炭用量为0.20g时，Cr（VI）离子的去除率达到较大值，为81.86%，与活性炭用量为0.15g时的去除率（81.34% ）仅相差0.52%。之后再继续增加投碳量，三种重金属离子的去除率变化不明显，吸附达到饱和。
二、pH值对吸附去除率的影响
pH值对吸附去除率的影响，充分反应后冷至室温，反复清洗并抽滤，其去除率结果见图2。
溶液pH值可以改变活性炭表面官能团的电离状态和金属离子存在形式，对活性炭吸附重金属离子有着重要影响。由图2可看出，粉状活性炭对Cr（VI）和Fe（Ⅲ）离子的吸附效果受溶液pH值影响较大，而对Cu（Ⅱ）离子影响较小。pH =2.0时, Cr（VI）和Fe（Ⅲ）离子的去除率较大，分别为86.82%和80.18%。而随着pH值的增加，Cr（VI）和Fe（Ⅲ）离子的去除率逐渐减小。其中，对于Cr（VI）离子来说，溶液pH值较小时，Cr（VI）离子主要以铬酸氢根（HCrO4-）形式存在，活性炭表面富有含氧官能团，能与铬酸氢根形成氢键，Cr（VI）离子去除率高；而当pH值增加时，Cr（VI）离子主要以铬酸根（CrO42-）存在，在同等量下的Cr（VI）离子，CrO42-结合的官能团要比HCrO4-多，同时溶液中的OH-也会消耗活性炭表面的酸性官能团，使得Cr（VI）离子去除率会一直降低。pH=4.0时，Cu（Ⅱ）离子的去除率达到较大值，为95.53% ,与pH=2.0时的去除率（93.42% ）相差2.11%。溶液pH在2~7之间相同时，粉状活性炭较易去除Cu（Ⅱ）离子。
三、温度对吸附去除率的影响
温度对吸附去除率的影响，充分反应后冷至室温，反复清洗并抽滤，其去除率结果见图3。
三种离子的去除率均随温度升高呈先增后减的趋势。温度为40℃时，它们的去除率大，分别为98.17%、82.54%、86.41%。其原因为温度的升高促进了液体内分子的热运动，加快了吸附平衡；而温度过高，降低了活性炭表面官能团和金属离子之间的络合作用，导致吸附性能发生一定程度的下降。同Cr（VI）和Fe（Ⅲ）离子相比，粉状活性炭对Cu（Ⅱ）离子的吸附作用受温度的影响较小，Cu（Ⅱ）离子的去除率均在90%以上，且大于Cr（VI）和Fe（Ⅲ）离子。所以，粉状活性炭对试验三种重金属离子的吸附效果较佳温度为40℃。
四、吸附时间对吸附去除率的影响
吸附时间对吸附去除率的影响，充分反应后冷至室温，反复清洗并抽滤，其去除率结果见图4.
粉状活性炭对三种离子的吸附均经历了快速吸附、慢速吸附、后达到动态平衡的过程。这是因为随着时间的增加，活性炭表面的活性位点、孔隙与金属离子相结合，传质动力减少，吸附速度也因此而减慢直至达到平衡。其中，Cu（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）离子的去除率变化曲线非常相似。吸附时间为30min时，经过快速吸附，两种离子的去除率达到较大值，分别为94.21%和82.34%；而吸附时间为120min时，它们的去除率变化微小，小于1.05%，说明粉状活性炭对Cu（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）离子的吸附时间达到30min时，吸附开始达到动态平衡，并且，粉状活性炭对Cu（Ⅱ）离子的去除效果要优于Fe（Ⅲ）离子。而对于Cr（VI）离子，当吸附时间为90min时，其去除率达到较大值，为94.15%。
五、结论
采用粉状活性炭对水中重金属离子Gr（VI）、Cu（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）进行了吸附研究结果表明，粉状活性炭对三种离子的吸附效果受活性炭用量、溶液pH值温度吸附时间的影响。活性炭用量、温度或吸附时间增加，三种离子的去除率先增后减，而溶液pH值增加，Cu（Ⅱ）离子的去除率变化很小，Cr（VI）和Fe（Ⅲ）离子的去除率却逐渐降低。综合来看，粉状活性炭去除Cr（VI）、Cu（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）离子的条件为：温度为40℃，吸附时间为30min，活性炭用量为0.15g，溶液pH为2.0，且在该条件下，Cu（Ⅱ）离子的去除效果好，其次是Fe（Ⅲ）和Cr（VI）离子。总之，可采用粉状活性炭对含有Cr（VI）、Cu（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）重金属离子的污水进行有效处理。