浅谈活性炭吸附铜离子的研究小结 9
图1-4-3 活性炭扫描电镜图
另外，活性炭的吸附效果跟活性炭表面是否改性有很大的关系，张建策[14]等发现经浓硝酸改性后的活性炭具备了很强的吸附金属离子的能力，其吸附容量也要大得多，改性后的活性炭与原活性炭相比，对Pb2+的饱和吸附量提高了一百多倍。
1.5活性炭处理重金属的吸附平衡模式
1.5.1 Freundlich模式和Langmuir模式
活性炭对重金属的吸附模式可以用Freundlich模式和Langmuir模式来模拟，这两种模式也是最常见的经典经验模式。这两种模式主要是依靠大量的实验结果而提出的数学模式，因其形式比较简单，计算也较方便，并且能化成某一线性方程进行作图拟合而被广泛应用。
石太宏等对活性炭吸附Zn2+的热力学及其机理进行了研究，他们发现在稀溶液中吸附Zn2+符合Langmuir模式[22]。王桂芳等发现在其实验条件下活性炭对Cu2+、Ni2+、Fe3+的吸附符合Langmuir模式，且Freundlich模式也能很好地拟合其实验结果。陈芳艳[23]等研究发现活性炭纤维对Cu2+、Ni2+、Cd2+的吸附符合Langmuir模式。同时Freundlich模式也可以较好地拟合这三种金属离子在活性炭纤维上的等温吸附数据。张淑琴 [20] 等发现铅镉铜金属离子在活性炭上的吸附行为遵循Langmuir模式，且在所考察的浓度范围内，吸附行为又符合Freundlich模式。张克荣[18]等发现活性炭对锰有很强的吸附作用，吸附具有一定的选择性，并且吸附作用符合Freundlich模式。
Freundlich模式和Langmuir模式的应用十分广泛，其优点是十分显著的，但它们同时也含有一些缺点：这两种模式的参数通常是通过实验在特定的条件下得到的，不具有普遍适用性，只能在有限的范围内才能运用。另外，它们都没有明确的物理意义，即使在其适用的范围内，也只能概括地表达一部分实验事实，并不能说明吸附作用的机理。 1.5.2表面络合模式
表面络合模式是基于溶液中配位化学反应平衡理论把金属阳离子在活性炭表面上的吸附看成是活性炭上的官能团—羟基与金属阳离子之间的化学反应，常用溶液中络合反应类似的方法处理这一表面过程[22]。
已经提出的许多表面络合模式中具有代表性的主要有恒定容量模式(CCM)，扩散层
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模式(DLM)以及三层模式(TLM)。有学者发现TLM模式不仅能描述各种情况下H型活性炭对重金属的吸附情况，而且还能描述在多个金属离子共存的条件下H型活性炭对重金属的吸附情况，TLM模型能成功地模拟出当溶液中没有表面沉积作用时活性炭对部分重金属离子的吸附去除。
然而，表面络合模式的计算十分复杂而繁琐，并且需要应用计算机来进行多组分多相的复杂计算，因而也限制了表面络合模式的应用。
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2 实验部分
2.1实验试剂
本实验采用自行配制的溶液，实验所需试剂及药品列于表2-1。 表2-1 主要实验试剂及药品表
试剂名称 粉末状活性炭 CuSO4·5H2O NaOH HCl
等级规格 CP AR AR AR
生产单位
上海源叶生物科技有限公司 天津市光复精细化工研究所 广东汕头市西陇化工厂 湖南省株洲市化学工业研究
所
2.2实验仪器与设备
本实验所采用的主要实验仪器见表2-2。 表2-2 主要实验仪器及设备表
实验仪器与设备 精密pH计
恒温数显磁力搅拌器 紫外-可见分光光度计 电子天平 容量瓶 烧杯 滤纸 玻璃漏斗 玻璃棒
规格/型号 PB-10 HJ-3
7230G FA1104N
50ml/100ml/250ml/500ml 250ml 定性滤纸1-3μm / /
数量 1（台） 1（台） 1（台） 1（台） 4×5（个） 5（只） 1（包） 1（个） 1（根）
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实验中用到的仪器见上图
2.3实验方法
2.3.1溶液的配置
此实验是研究活性炭对重金属离子Cu2+的吸附性能情况及影响吸附效果的因素。由于调试PH的酸、碱溶液都已配置好,此试验我们只需配置CuSO4溶液。称取药品CuSO4?5H2O颗粒0.025g，加蒸馏水溶解后，移至250ml容量瓶中定容，备用。 2.3.2活性炭的预处理
本实验主要研究活性炭对重金属离子Cu2+的吸附性能情况及影响因素。本实验我们采用的吸附剂为粉末状活性炭，试剂为硫酸铜溶液，实验前期将待用实验试剂配制好，备用。称取药品CuSO4?5H2O 0.25g，加蒸馏水溶解后，移至250ml容量瓶中定容，备用。
2.3.3实验步骤
1) 配置浓度为100mg/L的CuSO4溶液三份，取20、30、40、50、60、70和80℃ 7个温度点（我们在实验过程中发现温度并不能达到70℃以上，所以70、80℃的两个