TiO2復(fù)合吸附劑處理含鉛廢水
1 實驗部分
1.1 含Pb2+水樣
用Pb(NO3)2配制，Pb2+的濃度為50mg/L。
1.2 TiO2復(fù)合吸附劑的制備[2]
TiCl4醇解過程中加入一定量的添加劑，經(jīng)微濾、干燥、煅燒制得TiO2復(fù)合吸附劑。
1.3 吸附實驗
取100mL水樣加入到燒杯中，調(diào)整溶液的pH值，加入一定量的TiO2復(fù)合吸附劑（以下簡稱吸附劑），開啟磁力攪拌器，攪拌一定時間后，稍放置后過濾，濾液用雙硫腙分光光度法測定其中的Pb2+的濃度[3]，進而計算Pb2+的去除率。
Pb2+的去除率（%）= [（ρ0 -ρ）/ρ0]×100%
式中，ρ0 – 吸附前，水樣中Pb2+的質(zhì)量濃度，mg/L；
ρ - 吸附后，水樣中Pb2+的質(zhì)量濃度，mg/L。
2 結(jié)果與討論
2.1 吸附劑的吸附機理
吸附劑粒徑小，表面多孔，有較大的比表面積，所以具有很強的吸附作用和較大的吸附容量，可以將污染物吸附而除去，同時，由于添加劑的協(xié)同作用，更能夠提高其去除率。
吸附劑的表面帶負電荷，極容易吸附水中帶正電荷的離子如Pb2+等，發(fā)生凝聚，產(chǎn)生難溶性的化合物，這些化合物再被吸附、沉降去除。
2.2 吸附時間的選擇
取100 mL 水樣，調(diào)整溶液的pH值為8，攪拌強度同1.3，吸附劑的用量為1.0g，不同吸附時間下Pb2+去除率的變化如表1所示。
表1 吸附時間和Pb2+去除率的關(guān)系
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從表1可以看出，Pb2+的去除率剛開始隨著時間的增加而增加，但當吸附時間達到40min以后時，去除率達到98.2%，以后基本不再增加，這說明Pb2+的吸附已經(jīng)達到飽和。因此，在此反應(yīng)條件下，吸附時間為40min。
2.3 吸附劑用量的選擇
取100 mL水樣，調(diào)整溶液的pH為8，攪拌強度同1.3，吸附時間40 min，改變吸附劑的用量，其Pb2+去除率的變化如表2所示。
表2 吸附劑用量和Pb2+去除率的關(guān)系
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從表2看出，Pb2+的去除率隨吸附劑用量的增加而增加，當吸附劑的用量達到 1.0g時，Pb2+去除率達到了98.2%，以后增加得不明顯，因此時對于Pb2+的質(zhì)量濃度為50mg/L的水樣，經(jīng)處理后，Pb2+的質(zhì)量濃度已經(jīng)小于1.0mg/L。故該實驗中，對于Pb2+質(zhì)量濃度為50mg/L的100mL水樣，吸附劑的用量定為1.0 g。
2.4 溶液pH的選擇
取100mL水樣，吸附劑的用量為1.0g，攪拌強度同1.3，吸附時間40min，改變?nèi)芤旱膒H，其Pb2+去除率的變化如表3所示。
表3 溶液pH值和Pb2+去除率的關(guān)系
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從表3可以看出，當溶液的pH值由3 ~ 9，Pb2+的去除率不斷生高。在低pH區(qū)時，TiO2僅有吸附、交換作用，而在高pH區(qū)，既有吸附交換作用，又伴有沉淀作用，故去除率不斷升高，但在過高的pH值條件下，會造成分離的困難。故本實驗選用pH為8。
2.5 TiO2復(fù)合吸附劑吸附和活性炭吸附實驗比較
取100mL水樣，攪拌強度同1.3，吸附時間40 min，溶液的pH值8，在TiO2復(fù)合吸附劑和活性炭吸附劑的用量相同的條件下分別進行吸附實驗，結(jié)果見表4。
表4 TiO2復(fù)合吸附劑吸附和活性炭吸附實驗比較
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表4結(jié)果說明二者用量相同的情況下，TiO2復(fù)合吸附劑對Pb2+的去除率普遍高于（或相當于）活性炭對的Pb2+去除率，當然，活性炭的吸附條件（如溫度、pH值等）可能和TiO2復(fù)合吸附劑的吸附條件不同，但這里只是為了說明本實驗用吸附劑的優(yōu)越，并沒有做過多的研究。
4 結(jié)論
利用TiO2復(fù)合吸附劑成功地進行了含鉛廢水的去除實驗，對于Pb2+的質(zhì)量濃度為50mg/L的100mL水樣，吸附劑的用量1.0g，吸附時間40min，溶液pH值8，此時Pb2+的去除率 98.2%，高于或相當于活性炭吸附法。
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