TiO2复合吸附剂处理含铅废水

摘要：利用TiO2复合吸附剂进行了含铅废水的去除实验，并与活性炭吸附法进行了对比，结果表明，对于Pb2+的质量浓度为50 mg/L的水样，Pb2+的去除率为98.2 %，高于或相当于活性炭吸附法。

关键词：TiO2复合吸附剂 含铅废水 去除率

　　1 实验部分

　　1.1 含Pb²⁺水样

　　用Pb(NO3)₂配制，Pb²⁺的浓度为50mg/L。

　　1.2 TiO2复合吸附剂的制备^[2]

　　TiCl₄醇解过程中加入一定量的添加剂，经微滤、干燥、煅烧制得TiO2复合吸附剂。

　　1.3 吸附实验

　　取100mL水样加入到烧杯中，调整溶液的pH值，加入一定量的TiO2复合吸附剂（以下简称吸附剂），开启磁力搅拌器，搅拌一定时间后，稍放置后过滤，滤液用双硫腙分光光度法测定其中的Pb²⁺的浓度[3]，进而计算Pb²⁺的去除率。

　　 　　Pb²⁺的去除率（%）= [（ρ0 -ρ）/ρ0]×100%

　　 　　式中，ρ0 – 吸附前，水样中Pb²⁺的质量浓度，mg/L；

　　 　　ρ - 吸附后，水样中Pb²⁺的质量浓度，mg/L。

　　2 结果与讨论

　　2.1 吸附剂的吸附机理

　　吸附剂粒径小，表面多孔，有较大的比表面积，所以具有很强的吸附作用和较大的吸附容量，可以将污染物吸附而除去，同时，由于添加剂的协同作用，更能够提高其去除率。

　　 吸附剂的表面带负电荷，极容易吸附水中带正电荷的离子如Pb²⁺等，发生凝聚，产生难溶性的化合物，这些化合物再被吸附、沉降去除。

　　2.2 吸附时间的选择

　　取100 mL 水样，调整溶液的pH值为8，搅拌强度同1.3，吸附剂的用量为1.0g，不同吸附时间下Pb²⁺去除率的变化如表1所示。

　　从表1可以看出，Pb²⁺的去除率刚开始随着时间的增加而增加，但当吸附时间达到40min以后时，去除率达到98.2%，以后基本不再增加，这说明Pb²⁺的吸附已经达到饱和。因此，在此反应条件下，吸附时间为40min。

　　2.3 吸附剂用量的选择

　　取100 mL水样，调整溶液的pH为8，搅拌强度同1.3，吸附时间40 min，改变吸附剂的用量，其Pb²⁺去除率的变化如表2所示。

　　从表2看出，Pb²⁺的去除率随吸附剂用量的增加而增加，当吸附剂的用量达到 1.0g时，Pb²⁺去除率达到了98.2%，以后增加得不明显，因此时对于Pb²⁺的质量浓度为50mg/L的水样，经处理后，Pb²⁺的质量浓度已经小于1.0mg/L。故该实验中，对于Pb²⁺质量浓度为50mg/L的100mL水样，吸附剂的用量定为1.0 g。

　　2.4 溶液pH的选择

　　取100mL水样，吸附剂的用量为1.0g，搅拌强度同1.3，吸附时间40min，改变溶液的pH，其Pb²⁺去除率的变化如表3所示。

　　 从表3可以看出，当溶液的pH值由3 ~ 9，Pb²⁺的去除率不断生高。在低pH区时，TiO2

　　 仅有吸附、交换作用，而在高pH区，既有吸附交换作用，又伴有沉淀作用，故去除率不断升高，但在过高的pH值条件下，会造成分离的困难。故本实验选用pH为8。

　　2.5 TiO2复合吸附剂吸附和活性炭吸附实验比较

　　取100mL水样，搅拌强度同1.3，吸附时间40 min，溶液的pH值8，在TiO2复合吸附剂和活性炭吸附剂的用量相同的条件下分别进行吸附实验，结果见表4。

　　表4结果说明二者用量相同的情况下，TiO2复合吸附剂对Pb²⁺的去除率普遍高于（或相当于）活性炭对的Pb²⁺去除率，当然，活性炭的吸附条件（如温度、pH值等）可能和TiO2复合吸附剂的吸附条件不同，但这里只是为了说明本实验用吸附剂的优越，并没有做过多的研究。

　　利用TiO2复合吸附剂成功地进行了含铅废水的去除实验，对于Pb2+的质量浓度为50mg/L的100mL水样，吸附剂的用量1.0g，吸附时间40min，溶液pH值8，此时Pb2+的去除率 98.2%，高于或相当于活性炭吸附法。

　　参考文献

　　[1] 劳勒D F，现代水处理技术[M]，北京：中国环境出版社，1987

　　 [2] 鲁秀国等，TiO2掺杂Pd2+吸附剂去除废水中Cr6+的实验研究[J]，工业用水与废水，2002，33（5）：26 – 29。

　　 [3] 奚旦立等，环境监测（修订版）[M]，北京，高等教育出版社，2001