吸附量的測定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水污染領(lǐng)域中的重金屬吸附技術(shù)，具體涉及一種電解石墨納米溶膠對Cu2+吸附量的測定方法。研究建立一種石墨納米溶膠對Cu 2+吸附量的測定方法，可為銅污染治理提供技術(shù)支持。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，由于對銅礦的開采以及含銅殺菌劑的大量使用，使得銅污染成為重金屬污染的重要方面之一(蔡道基，單正軍，朱忠林，等.銅制劑農(nóng)藥對生態(tài)環(huán)境影響研究[J].農(nóng)藥學(xué)學(xué)報，2001，3(1):61-68; ZHOU D M，DENG C F, ALSHAWABKEH A N, etal.Effects of catholyte condit1ning on electrokinetic extract1n of copperfrom mine tailings [J].Environment nternat1nal, 2005, 31(12): 885-890)。銅是一種強烈的細胞代謝抑制劑，可毒害水體中的微生物群，使水中有機物的分解受到阻礙，并對水體生態(tài)產(chǎn)生不良影響。數(shù)據(jù)顯示，2005年，全國廢水排放總量為524.5億噸，城市污水處理率僅為149.8萬噸。我國江河湖泊的底質(zhì)污染率高達80.1%，水體質(zhì)量受到嚴重影響(馬群，張賢忠，劉立進，等.我國水體重金屬污染現(xiàn)狀及處理方法[J].中國化工貿(mào)易，2012，(6):287-193)。利用吸附法去除水體重金屬污染物，尤其是選擇性地去除某種或者某類重金屬離子，對于緩解當(dāng)前嚴峻的水體重金屬污染以及資源的再利用具有重要意義。
[0003]碳納米材料是近年來研究較多的一種無機非金屬納米材料。自20世紀(jì)80年代末以來，納米材料在環(huán)境保護、污染控制、能源開發(fā)與保護等方面的作用逐漸受到人們關(guān)注。前期研究表明，碳納米材料可以有效的吸附重金屬，降低重金屬的有效性，改良污染水體(楊孝智，高靜，賀婷婷，等.碳納米管對水體重金屬污染物的吸附/解吸性能研究進展[J].應(yīng)用化工，2011，40(4):692-695 ;龔兵麗，邱宇平，趙雅萍，等.黑碳吸附亞甲基藍染料廢水的行為研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2009，32(11):18-23)0電解石墨納米溶膠為一種利用電解石墨方法制備的碳納米材料，在重金屬離子吸附和污水處理方面已展現(xiàn)出良好應(yīng)用前景。然而，目前關(guān)于電解石墨納米溶膠對Cu2+吸附量的測定方法尚未見報道，限制了其在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用。研究建立一種電解石墨納米溶膠對Cu2+吸附量的測定方法，可為銅污染控制和消除提供技術(shù)支持。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了提供一種電解石墨納米溶膠對Cu2+吸附量的測定方法，為修復(fù)水體重金屬污染，改良水體環(huán)境提供技術(shù)支持。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種電解石墨納米溶膠對Cu2+吸附量的測定方法，包括以下步驟:
(1)配制一系列不同濃度的Cu2+標(biāo)準(zhǔn)溶液(5個以上)，記某一初始Cu2+濃度為C 0；
(2)取一定體積的石墨納米溶膠多份，體積記為V，分別加入相同體積不同濃度的Cu2+溶液；
(3)將混合液在180r/min條件下震蕩30min，靜置12h，然后8000r/min條件下離心2min ；
(4)取5ml上清液于消化管中，加入5ml濃硫酸后，用消化器消化，待溫度升到370°C時，從消化器上取下消化管，稍冷，滴加1ml H202，并不斷搖晃消化管，再加熱微沸20-30min，
如此反復(fù)，直至溶液澄清。
[0006](5)將消化后的溶液定容，加水稀釋，記Cu2+總稀釋倍數(shù)記為η。然后用火焰分光光度計測定溶液中Cu2+濃度，記為Ce;
(6)根據(jù)吸附解析中吸附量的計算公式:吸附量=(初始濃度-平衡濃度)X體積，則石墨溶膠對Cu2+的吸附量的計算公式為:吸附量=(C0-n*Ce) *V ;
(7)用統(tǒng)計軟件(如Origin軟件)如對一系列Cu2+溶液的吸附量進行模擬，得到石墨溶膠對Cu2+吸附量計算方程。設(shè)吸附量為y，污染水體銅濃度為X，則:
y=3.3657*6.3763E 4 *χ/(1+6.3763*Ε 4)，R2=0.997根據(jù)方程，可計算出石墨溶膠對任意濃度Cu2+的吸附量。
[0007]在步驟(1)中，要至少配制5個不同濃度的系列Cu2+溶液(Cu2+濃度在0~2000mg/L之間)，方能滿足統(tǒng)計數(shù)據(jù)模擬要求。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:電解石墨納米溶膠為一種小尺度、高表面能活性和帶有負電荷的納米顆粒，能夠與溶液中的重金屬離子形成聚合物，進而達到吸附和去除重金屬的作用，在重金屬污染水處理方面具有廣闊應(yīng)用前景。試驗研究表明，使用本方法可實現(xiàn)電解石墨納米溶膠對Cu2+吸附量的快速測定，為電解石墨納米溶膠在銅污染水處理中的應(yīng)用提供技術(shù)支持。
【具體實施方式】
[0009]通過下面給出的具體實施實例，可以更清楚地了解本發(fā)明，但它們不是對本發(fā)明的限定。
[0010]實施例1
取某地銅污染水溶液，測定其Cu2+離子濃度為20mg/L。取5ml石墨納米溶膠，加入到5ml Cu2+溶液中。根據(jù)方程y=3.3657*6.3763E 4 *x/(1+6.3763*E 4*x)，可直接計算出石墨納米溶膠對Cu2+的吸附量為0.0424mgo進一步，利用吸附量與銅溶液中Cu 2+總量的比值可得吸附率為42.38%ο
[0011]實施例2
取某地銅污染水溶液，測定其Cu2+離子濃度為500mg/L。取5ml石墨納米溶膠，加入到5ml Cu2+溶液中。根據(jù)方程y=3.3657*6.3763E 4 *x/(1+6.3763*E 4*x)，可直接計算出石墨納米溶膠對Cu2+的吸附量為0.8136mg。進一步，利用吸附量與銅溶液中Cu 2+總量的比值可得吸附率為32.54%ο
[0012]實施例3
取某地銅污染水溶液，測定其Cu2+離子濃度為1000mg/L。取5ml石墨納米溶膠，加入到5ml Cu2+溶液中。根據(jù)方程y=3.3657*6.3763E 4 *x/(1+6.3763*E 4*x)，可直接計算出石墨納米溶膠對Cu2+的吸附量為1.3104mgo進一步，利用吸附量與銅溶液中Cu2+總量的比值可得吸附率為26.21%。
【主權(quán)項】
1.一種電解石墨納米溶膠對銅離子(Cu 2+)吸附量的測定方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)配制一系列不同濃度的Cu2+標(biāo)準(zhǔn)溶液，記某一初始Cu2+濃度為C。； (2)取一定體積的石墨納米溶膠多份，體積記為V，分別加入相同體積不同濃度的Cu+溶液； (3)將混合液在180r/min條件下震蕩30min，靜置12h，然后離心； (4)取5ml上清液于消化管中，加入5ml濃硫酸后，用消化器消化，待溫度升到370°C時，從消化器上取下消化管，稍冷，滴加Iml H2O2,并不斷搖晃消化管，再加熱微沸20-30min，如此反復(fù)，直至溶液澄清； (5)將消化后的溶液定容，加水稀釋，記Cu2+總稀釋倍數(shù)記為n，然后用火焰分光光度計測定溶液中Cu2+濃度，記為C e； (6)根據(jù)吸附解析中吸附量的計算公式:吸附量=(初始濃度-平衡濃度)X體積，則在某一濃度下，石墨納米溶膠對Cu2+的吸附量計算公式為: 吸附量=(C0-n*Ce) *V (7)用統(tǒng)計軟件對一系列Cu2+溶液的吸附量進行模擬，得到石墨納米溶膠對Cu2+的吸附量計算方程，設(shè)吸附量為1，污染水體Cu2+濃度為X，則:y=3.3657*6.3763E 4 *χ/(1+6.3763*Ε 4*χ)，R2=0.999根據(jù)方程，可計算出石墨溶膠對任意濃度Cu2+的吸附量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解石墨納米溶膠對Cu2+吸附量的測定方法，其特征在于:離心條件是在8000r/min下離心2min。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解石墨納米溶膠對Cu2+吸附量的測定方法，其特征在于:步驟(I)中，要至少配制5個不同濃度的Cu2+系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，Cu 2+濃度在0~2000mg/L之間。
【專利摘要】一種電解石墨納米溶膠對Cu2+吸附量的測定方法，其特征在于：將石墨納米溶膠和相同體積的Cu2+溶液混合，再通過用H2SO4-H2O2消化，之后將消化液稀釋，用火焰分光光度計測定溶液中的Cu2+濃度。通過一系列實驗推算出石墨溶膠對Cu2+吸附量的計算公式。給定任意銅濃度帶入公式中，即可計算出石墨納米溶膠對Cu2+的吸附量。本發(fā)明建立了一種石墨納米溶膠對Cu2+吸附量的快速測定方法，可為銅污染治理提供技術(shù)支撐。其優(yōu)點在于：由于電解石墨納米溶膠為一種小尺度、高表面能活性和帶有負電荷的納米顆粒，能夠與溶液中的重金屬離子形成聚合物，進而達到吸附和去除重金屬的作用，在重金屬污染水處理方面具有廣闊應(yīng)用前景。
【IPC分類】G01N21/71
【公開號】CN105352942
【申請?zhí)枴緾N201510658255
【發(fā)明人】梁太波, 李玉磊, 楊健, 張仕祥, 劉陽, 尹啟生, 張艷玲, 王建偉
【申請人】中國煙草總公司鄭州煙草研究院
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年10月14日