專利名稱：一種測試活性炭對有機(jī)物吸附性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水處理中活性炭性能檢測的方法，尤其涉及一種測試活性炭對有機(jī)物吸附性能的方法。
背景技術(shù)：
由于環(huán)境污染的加劇，天然水體中有機(jī)物含量增高，在工業(yè)用水和城市給水處理中，采用活性炭來降低水中有機(jī)物的吸附處理(目前多為粒狀活性炭的柱式過濾吸附)也日益增多。由于活性炭價格昂貴，再生困難，使活性炭吸附處理的處理費(fèi)用很高；另一方面目前國內(nèi)活性炭生產(chǎn)廠家很多，種類繁雜，性能差異很多，所以如何選擇吸附性能好的水處理用活性炭就是一件很有經(jīng)濟(jì)意義的工作。
在純水和飲用水的制備中，活性炭已成為去除水中有機(jī)物的一個必不可少的手段。因此活性炭對有機(jī)物吸附性能就成為選擇活性炭的一個重要指標(biāo)。
目前已有的測試活性炭對有機(jī)物吸附性能的方法有碘值、亞甲基蘭吸附值、苯酚吸附值等。但該類方法測得的結(jié)果與活性炭實(shí)際應(yīng)用效果并不一致，研究表明，碘值、亞甲基蘭吸附值等測出的活性炭對小分子有機(jī)物吸附性能。而天然水中有機(jī)物主要包括腐植酸、富里酸、木質(zhì)素、丹寧等，這些物質(zhì)是大分子天然有機(jī)物，其分子量大約為幾百～幾十萬，比碘、亞甲基藍(lán)、四氯化碳的分子量大得多。碘、亞甲基藍(lán)、四氯化碳這些小分子物質(zhì)可以進(jìn)入活性炭的微孔，其吸附量反映活性炭對這些小分子物質(zhì)的吸附能力，而天然水中的有機(jī)物，由于分子體積大，卻不能像這些小分子物質(zhì)一樣進(jìn)入所有的微孔，微孔表面也就難以發(fā)揮吸附作用，所以碘值等活性炭一般吸附性能指標(biāo)，就不能全面反映活性炭對天然水中大分子有機(jī)物的吸附性能，而天然水中的有機(jī)物大分子部分往往超過總量的50％以上，所以用碘值等來表征活性炭對有機(jī)物的吸附性能，在實(shí)際應(yīng)用過程成中往往會有出入。
活性炭的吸附性能主要有其孔結(jié)構(gòu)和表面官能團(tuán)決定，特別是孔結(jié)構(gòu)對活性炭的吸附性能有時甚至有決定性的意義。因此，對活性炭孔結(jié)構(gòu)的測試，在一定程度上也可以表征活性炭的吸附性能。目前對活性炭孔結(jié)構(gòu)的測試主要有比表面積、孔容分布等。但是孔結(jié)構(gòu)測試結(jié)果與活性炭的實(shí)際使用效果仍然有較大差距，估計(jì)這與孔的形狀有一定關(guān)系。如果孔通道屬于進(jìn)口小后部大的類型，即使活性炭的比表面積大、過渡孔豐富，其對大分子有機(jī)物的吸附性能仍然較差。對孔形狀的測試，其難度將進(jìn)一步增大，且機(jī)理尚不明確。另一方面，比表面積、孔容分布等的測試需專業(yè)測試設(shè)備，費(fèi)用昂貴，普通實(shí)驗(yàn)室無法進(jìn)行測試。
《DL/T582-2004火力發(fā)電廠水處理用活性炭使用導(dǎo)則》中介紹了一種利用從天然水中提取的有機(jī)物(腐殖酸、富里酸等)作為標(biāo)準(zhǔn)物，通過測試活性炭的等溫吸附曲線來表征其對有機(jī)物吸附性能的方法。該方法測試結(jié)果與活性炭的實(shí)際使用效果基本一致，較好的表征了活性炭對有機(jī)物的吸附性能，已得到了活性炭生產(chǎn)廠家和使用單位的認(rèn)可。但是該方法測是步驟較為繁瑣，且必須是2種或2種以上的活性炭相比較來確定哪種活性炭的吸附性能較佳，室間實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可比性較差。這給使用單位向生產(chǎn)廠家提出產(chǎn)品性能指標(biāo)及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)造成了一定困難。

發(fā)明內(nèi)容
針對已有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種準(zhǔn)確測試活性炭對有機(jī)物吸附性能的方法，本發(fā)明方法可以在較短時間內(nèi)測得活性炭對有機(jī)物吸附性能，測試結(jié)果與實(shí)際使用效果相一致，且使用常規(guī)儀器、操作簡單、測試結(jié)果表示方法簡單明確。
本發(fā)明的發(fā)明目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明方法的要點(diǎn)在于，用天然水中有機(jī)物的提取物(腐殖酸、富里酸等)作為標(biāo)準(zhǔn)物，通過活性炭對該有機(jī)物溶液的吸附來測試其對有機(jī)物吸附性能。具體步驟如下(1)、稱取粒徑小于75μm的干燥活性炭試樣0.1±0.01g(精確至0.1mg)，放入干燥的具塞錐形瓶中，準(zhǔn)確加入10mg/L的有機(jī)物溶液100mL，立即塞好瓶蓋，置于振蕩器上，在25℃下連續(xù)振蕩至達(dá)到吸附平衡；(2)將溶液通過0.45μm濾膜過濾后，在紫外光下進(jìn)行比色，測其吸光度值；(3)按下式計(jì)算有機(jī)物吸附值
式中A0——有機(jī)物溶液初始吸光度值；A——達(dá)到吸附平衡后，有機(jī)物溶液吸光度值；V——有機(jī)物溶液體積，L；k——吸光系數(shù)，L/mg；m——活性炭試樣質(zhì)量，g。
其中(2)步驟中的紫外光波長為254nm。
其中(1)步驟所述在振蕩器上振蕩的時間為2小時。
其中所述有機(jī)物為腐殖酸、富里酸、木質(zhì)素中的一種或者為腐殖酸和富里酸的混合物。其中腐殖酸、富里酸、木質(zhì)素的提取方法在《中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T582-2004》中的附錄A和附錄D中有詳細(xì)公開。
本發(fā)明方法通過活性炭對該有機(jī)物溶液的吸附來測試其對有機(jī)物吸附性能，測試中固定稱取式樣的質(zhì)量和有機(jī)物溶液的濃度及體積，測試結(jié)果用數(shù)字表示，簡單且直觀，易于不同活性炭之間進(jìn)行對比，也可在檢測活性炭中作為定量指標(biāo)來使用。具有可使用常規(guī)儀器、操作簡單、測試結(jié)果表示方法簡單明確等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體的實(shí)施方式進(jìn)一步說明本發(fā)明是如何實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例1
稱取經(jīng)粉碎粒徑小于75μm的干燥活性炭試樣0.1058g，放入干燥的具塞錐形瓶中，準(zhǔn)確加入100mL腐殖酸溶液，其吸光度值A(chǔ)0＝0.323，立即塞好瓶蓋，置于振蕩器上，在25℃下連續(xù)振蕩2小時；將溶液靜置后，取上層清液通過0.45μm濾膜過濾，濾液在波長254nm紫外光下進(jìn)行比色，測其吸光度值A(chǔ)＝0.132；經(jīng)測定，10mg/L腐殖酸溶液的吸光度值為0.318，吸光系數(shù)k＝0.0318L/mg。
按下式計(jì)算腐殖酸吸附值 式中A0——腐殖酸溶液初始吸光度值；A——達(dá)到吸附平衡后，腐殖酸溶液吸光度值；V——腐殖酸溶液體積，L；k——吸光系數(shù)，L/mg；m——活性炭試樣質(zhì)量，g。
實(shí)施例2按所述的相同步驟重復(fù)進(jìn)行實(shí)施例1，但是有機(jī)物溶液為富里酸溶液，測試結(jié)果如下A0＝0.180A＝0.031m＝0.1012g經(jīng)測定，10mg/L富里酸溶液的吸光度值為0.174，吸光系數(shù)k＝0.0174L/mg；經(jīng)計(jì)算，Q富里酸＝8.462mg/g實(shí)施例3按所述的相同步驟重復(fù)進(jìn)行實(shí)施例1，對2種活性炭進(jìn)行測試，有機(jī)物溶液為腐殖酸溶液，測試結(jié)果如下

根據(jù)測試結(jié)果可以得出結(jié)論，2#活性炭對有機(jī)物的吸附性能優(yōu)于1#活性炭。
權(quán)利要求
1.一種測試活性炭對有機(jī)物吸附性能的方法，該方法包括如下步驟(1)、稱取粒徑小于75μm的干燥活性炭試樣0.1±0.01g，放入干燥的具塞錐形瓶中，準(zhǔn)確加入10mg/L的有機(jī)物溶液100mL，立即塞好瓶蓋，置于振蕩器上，在25℃下連續(xù)振蕩至達(dá)到吸附平衡；(2)將溶液通過0.45μm濾膜過濾后，在紫外光下進(jìn)行比色，測其吸光度值；(3)按下式計(jì)算有機(jī)物吸附值 式中A0——有機(jī)物溶液初始吸光度值；A——達(dá)到吸附平衡后，有機(jī)物溶液吸光度值；V——有機(jī)物溶液體積，L；k——吸光系數(shù)，L/mg；m——活性炭試樣質(zhì)量，g。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試活性炭對有機(jī)物吸附性能的方法，其特征在于稱取干燥活性炭試樣時精確至0.1mg。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試活性炭對有機(jī)物吸附性能的方法，其特征在于其中(2)步驟中的紫外光波長為254nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中(1)步驟所述在振蕩器上振蕩的時間為2小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一種測試活性炭對有機(jī)物吸附性能的方法，其特征在于其中所述有機(jī)物為腐殖酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一種測試活性炭對有機(jī)物吸附性能的方法，其特征在于其中所述有機(jī)物為富里酸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一種測試活性炭對有機(jī)物吸附性能的方法，其特征在于其中所述有機(jī)物為木質(zhì)素。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一種測試活性炭對有機(jī)物吸附性能的方法，其特征在于其中所述有機(jī)物為腐殖酸、富里酸的混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測試活性炭對有機(jī)物吸附性能的方法，是將一定量的活性炭試樣與有機(jī)物溶液經(jīng)充分振蕩吸附后，經(jīng)過濾、取濾液，用紫外分光光度法測定濾液中殘留的有機(jī)物的量，取每克炭吸附的有機(jī)物的量(以毫克計(jì))定為有機(jī)物吸附值。本發(fā)明方法可以在較短時間內(nèi)測得活性炭對有機(jī)物吸附性能，測試結(jié)果與實(shí)際使用效果相一致，且具有使用常規(guī)儀器、操作簡單、測試結(jié)果表示方法簡單明確等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G06F19/00GK1963465SQ20061011781
公開日2007年5月16日 申請日期2006年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月31日
發(fā)明者聞人勤, 丁桓如, 楊健 申請人:上海電力學(xué)院