电镀行业的快速发展伴随着大量电镀废水的排放，对环境污染造成了不可逆转的严重危害，也对人类健康构成了严重威胁。 电镀废水中往往含有大量的重金属离子（铬、铜、镍等）。 这些金属离子最终会随着饮用水源或水产食品进入人体，影响人体健康。 因此，必须严格控制外来废水。 电镀废水中重金属含量排放时，应特别注重控制剧毒铬的排放。
电镀废水常见的处理方法有化学沉淀、电解、膜分离、吸附等，其中吸附法是比较简单、常用的方法。 具有良好吸附功能的活性炭也用于处理电镀废水。 杨晓庆[1]以甘蔗渣为原料，氯化锌为活化剂，生产的活性炭在常温下对铬离子表现出良好的吸附效果。 张骞等. 研究了沸石、高岭土和活性炭对电镀水中铜离子的吸附能力。 结果表明，活性炭的吸附能力最强。 国内许多学者在活性炭处理电镀废水方面做了大量的研究，包括各类活性炭的吸附性能研究、改性活性炭的吸附性能研究以及其他活性炭的吸附性能研究。方法与活性炭吸附相结合。 然而，活性炭吸附处理电镀废水的研究尚不完善。 本文以活性炭为吸附剂，探讨不同改性方法下活性炭对电镀废水中铬离子的吸附性能。
1 实验部分
1.1 材料与方法
(1)试剂：活性炭、氢氧化钠、硫酸、双氧水、重铬酸钾，化学纯，购自天津贝斯特化工有限公司。
(2)活性炭处理：将活性炭用水清洗，除去浮灰和杂质，在106℃下干燥36小时，然后收集备用。 将未处理的活性炭记录为AC。 称取活性炭AC 10 g，并取适量6 mol/L 硫酸溶液和双氧水作为改性剂。 分别加入活性炭中，80℃水浴搅拌10h，取出，106℃干燥36h。 每次处理后的活性炭依次记为AC-1和AC-2。 (3)废水制备：用重铬酸钾和去离子水制备不同浓度的含铬废水。
1.2 测试方法
将 4 g 活性炭 AC、AC-1、AC-2 分别加入装有 20 mL 含 Cr(VI) 模拟废水的 3 个锥形烧瓶中，摇动搅拌 30 min，取上清液，用分光光度法测定测定处理后废水中的 Cr(VI) 含量。 用硫酸和氢氧化钠调节废水的pH范围（2~12），进而得到pH值对Cr(VI)吸附效果的影响； 在pH=3的条件下，测量活性炭和不同活性炭用量的吸附平衡时间。 对 Cr(VI) 吸附效果的影响。
1.3 测定方法
(1)废水中Cr(VI)含量的测定采用AA-7000型原子吸收分光光度计(岛津企业管理株式会社)。
(2)废水pH值测定采用PHSJ-4F测量仪(上海雷磁)。
(3)活性炭的表征。 活性炭的含氧官能团采用Boehm法[11,12]，以甲基橙为指示剂，用碳酸氢钠滴定羧基，用碳酸钠滴定羧基和羰基，用滴定羟基与氢氧化钠。
活性炭的比表面积采用-1型全自动比表面吸附仪（美国公司）测定。 样品的N2吸附等温线在77 K下测量。分析时间为613.3分钟。 通过BET方程计算比表面积。
2 结果与讨论
2.1 活性炭表征结果
测量了三种活性炭的比表面积和含氧官能团的数量。 表征结果如表1所示。
从表1可以看出，改性活性炭的比表面积有所下降。 这可能是由于活性炭的微孔结构在酸化和氧化过程中受到了一定程度的破坏。 微孔减少，大孔增加。 表面积减少，但减少的比例较小。 改性后的活性炭仍基本保持较高的比表面积。 从表中还可以看出，改性活性炭的含氧官能团数量和总数均显着增加，且与AC-1相比，AC-2的含氧官能团数量较多，且活性炭的含氧官能团数量较多。羧基和羰基的数量较多。 但羟基数量较少。 这可能是由于氧化过程将更多的羟基氧化为羧基和羰基。
2.2 pH值对吸附效果的影响
pH值对三种活性炭吸附Cr(VI)的影响如图1所示。从图1可以看出，三种活性炭的最佳吸附条件在2~4之间。酸性环境下，Cr6+被还原为Cr3+。 后者离子半径较小，有利于活性炭的微孔结构。 它进行吸附。 但在相同pH值下，活性炭AC的吸附效果不及其他两者。 这是因为与未处理的活性炭相比，酸化和氧化的活性炭具有更多数量的含氧官能团。 含氧官能团带负电，可以与活性炭相互作用。 带正电的金属离子会发生静电吸附，因此会吸附更多的金属离子。 随着pH值的升高，废水中的Cr6+不能被还原为Cr3+。 废水主要以离子半径较大的Cr6+为主。 Cr6+较难渗透到活性炭的微孔中，因此活性炭对Cr(VI)的吸附效果变差。
2.3 吸附时间对吸附效果的影响
在25℃下，测定了三种活性炭的平衡吸附时间。 不同吸附时间下活性炭吸附的Cr(VI)去除率变化如图2所示。从图2可以看出，三种活性炭吸附后对Cr(VI)的去除率基本稳定。 40分钟。 这是因为活性炭的吸附主要是基于物理吸附。 吸附过程是金属离子首先从液相扩散到吸附剂中。 表面，然后渗透到吸附剂的大孔中，然后从大孔扩散到微孔中。 微孔结构是多层三维结构。 金属离子被吸附到微孔中需要一定的时间，因此随着时间的推移，吸附量逐渐增加并趋于平稳。
在前25分钟内，三种活性炭的吸附率几乎相同。 吸附时间超过25分钟后，AC的吸附率迅速下降，达到吸附平衡后最终Cr(VI)去除率约为84%，但AC-1和AC-2对Cr(VI)的去除率达到90%以上。 这是因为吸附开始后，活性炭的物理吸附和静电吸附同时发生。 但随着吸附时间的增加，三种活性炭的物理吸附能力接近饱和。 但由于AC-1和AC-2的含量，其含氧官能团的数量比AC多，前两者也能吸附一定量的Cr(VI)。 同时，从图中可以看出，AC-2的最终去除率92%略高于AC-1的最终去除率90%，这也是由于AC-2的最终去除率更高。 AC-2中的含氧官能团。
2.4 吸附等温线
2.4.1 活性炭用量对吸附效果的影响
以浓度为20 mg/L的含Cr(VI)溶液作为原废水溶液，测定三种活性炭吸附平衡时废水中Cr(VI)浓度，得到Cr(VI)的变化三种活性炭的用量和Cr(VI)的去除率。 关系，关系曲线如图3所示。从图3可以看出，达到相同Cr(VI)去除率的活性炭AC的用量要多于其他两种活性炭。 达到相同去除率的AC-1和AC-2的用量几乎相同。 这说明未改性活性炭的吸附能力比改性活性炭小。 这种吸附能力的差异可能是改性活性炭具有更多的含氧官能团，增加了活性炭的静电吸附力，从而提高了活性炭的活性。 整个吸附能力。
2.4.2 吸附等温线研究
根据图3，三种活性炭的吸附等温线如图4所示。
从图4可以看出，大多数吸附符合方程Q=KC1/n，Q代表单位质量活性炭吸附的Cr(VI)量(mg/g)，C代表Cr(VI)吸附平衡时废水溶液中的含量。 ，K表示一定温度下1单位质量活性炭对废水中1单位质量浓度Cr(VI)的吸附能力，n表示整个吸附的难度。
在 25°C 下，使用方程拟合了三种活性炭的吸附过程。 拟合方程的参数如表2所示。
同时，根据表2参数，三种活性炭对废水中Cr(VI)的吸附方程为：QAC=1.50C0.987，QAC-1=1.98C0.898，QAC-2 =2.53C0.774，其中AC-2的n值最大，其次是AC-1，AC最小。 可以得出吸附性能从高到低依次为AC-2>AC-1>AC。 当参数K和n确定后，含Cr(VI)废水浓度变化对应的Q值将有一定范围的变化。 当废水中铬浓度较低时，Q值较大，Cr(VI)去除率提高； 相反，当废水中铬浓度较高时，Cr(VI)去除率会降低，因此本研究中改性和未改性活性炭均适合处理铬浓度较低的电镀废水。
3 结论
(1)三类活性炭的最佳吸附pH范围为2～4。酸化和氧化后，活性炭表面的含氧官能团数量显着增加，其吸附能力也随之提高。增强。 同时，氧化处理后的活性炭的含氧官能团比酸化后的官能团多。
(2)三种活性炭的吸附性能顺序为AC-2>AC-1>AC。 更多的含氧官能团有利于活性炭对Cr(VI)的静电吸附，从而提高总吸附容量。 同时，这三种活性炭更适合处理低浓度含铬电镀废水。
当代化学工业