电镀、石化和制药是当今全球三大污染工业。据不完全统计，全国电镀厂点约1 万家，每年排出的电镀废水约40 亿m3，约占废水总排放量的10%。电镀废水的水质复杂， 成分不易操控， 其间含有铬、镉、镍、铜、锌、金、银等重金属离子和氰化物等，有些归于致癌、致畸、致骤变的剧毒物质〔1〕。因此，对电镀废水的管理向来遭到各国政府的注重，对电镀废水各种管理办法和工艺的研讨也许多，首要有物理化学法、电解法、离子交换法和膜处理法等。但这些办法都不同程度地存在操作困难、运转费用高和易形成二次污染严峻等问题〔2-4〕。    

 用电吸附法去除水中各种带电粒子的研讨己经得到了人们的广泛注重，电吸附可用于对水中各类盐分的去除，对铜、镍等金属离子和部分极性较大的有机物也有较好的去除作用〔5-10〕。使用电吸附法处理重金属离子废水， 不光能够减轻环境污染，更能收回其间的重金属物质，具有很好的发展前景。    

 本试验规划了活性炭纤维电极电吸附设备，用来研讨复合电极电吸附法对电镀含Ni2+废水的吸附作用， 评论了施加电极电位、电极板距离、活性炭纤维外表积、初始浓度对吸附作用的影响，并剖析了电场作用下Ni2+的电吸附动力学，为工业上含Ni2+废水的处理供给了参阅。     

1· 试验部分     

1.1 试验试剂     

六水合氯化镍、柠檬酸铵、碘片、碘化钾、丁二酮肟均为剖析纯， 国药集团化学试剂有限公司；硝酸、氨水为剖析纯，江苏彤晟化学试剂有限公司；活性炭纤维，含碳量30%~45%，苯吸附8%~40%，江苏苏通碳纤维有限公司。   

1.2 首要仪器     

PS-1501A 直流稳压电源，上海稳压器厂；T6 紫外可见分光光度计， 北京普析通用仪器有限公司；WHY-2 数显恒温振荡器， 南京雷炯仪器设备有限公司；反响器，尺度300 mm×160 mm×120 mm，克己；正负电极板， 尺度200 mm×100 mm×5 mm， 克己；AL104 型电子天平，梅特勒-托利多仪器有限公司；pHS-3C 型pH 计，上海精细科学仪器有限公司。     

1.3 电吸附试验设备     

反响器由有机玻璃板制作，并隔成距离别离为30、40、50 mm 的3 个隔室； 将活性炭纤维覆盖于石墨电极外表，作为电吸附的复合电极，正负极上所施加的电极电位经过直流电源来操控。吸附在恒温磁力拌和器的拌和作用下进行。试验选用静态吸附办法，试验设备如图1 所示。          

2· 试验办法与步骤     

为有用削减其他离子对镍离子去除的搅扰，选用模仿电镀废水作为试验用水， 即用蒸馏水与剖析纯级氯化镍按份额制造到所需浓度。     

2.1 电吸附试验     

取两份等面积（5 mm ×10 mm）活性炭纤维（活性炭纤维经过酒精浸泡5 h 取出后，用蒸馏水煮沸1h，再置于干燥箱中于105 ℃下烘干备用）别离作为复合电极正负极的电吸附剂， 制造不同浓度的氯化镍溶液作为原水模仿含镍废水， 将正负电极置于反响器中， 在正负电极上别离施加设定的直流电极电位，运用恒温磁力拌和器匀速缓慢拌和模仿溶液，整个试验进程溶液都在恒温（25±0.5） ℃下进行。每隔5 min 取水样测定镍离子的浓度。     

2.2 剖析测验办法     

测验办法：镍离子浓度的测定选用丁二酮肟（二甲基乙二醛肟）光度法〔11-12〕。    剖析办法：依据Ni2+规范曲线办法，将不同条件下测得的Ni2+吸光度折算成浓度，再核算Ni2+的吸附量及其去除率。     

3· 试验成果与评论     

3.1 吸附平衡时刻的断定     

在施加电极电位为1.0 V， 活性炭纤维外表积为50 cm2，电极板距离120 mm，Ni2+初始质量浓度为50 mg/L 的条件下，研讨吸附时刻对Ni2+电吸附作用的影响。成果表明，在前50 min 内，Ni2+的去除率急剧上升，50~100 min 内上升趋于陡峭，之后Ni2+去除率趋于平稳。表明晰活性炭纤维对含Ni2+废水的电吸附进程由快至慢， 最总算120 min 后到达平衡状况。     

3.2 活性炭纤维外表积对电吸附作用的影响     

在施加电极电位1.0 V，Ni2+初始质量浓度为50mg/L，电极板距离为120 mm 条件下，研讨不同电极面积， 即活性炭纤维外表积对Ni2+电吸附作用的影响，成果见图2。     

由图2 能够看出，当电吸附试验到达平衡时，跟着活性炭纤维外表积的增大， 对Ni2+的去除作用最佳。到达吸附平衡状况时，30 cm2 的活性炭纤维对应的去除率终究可到达16.23%，40 cm2 活性炭纤维到达18.03%，活性炭纤维外表积为50 cm2 时对重金属离子的电吸附作用最好， 对应的去除率可达27.03%。因此，活性炭纤维对Ni2+的吸附量和吸附率均随其外表积的添加而进步。活性炭纤维外表积的添加，能够使电场的范围增大，有利于Ni2+的定向移动，进步电吸附率。     

3.3 溶液初始浓度对电吸附作用的影响     

在施加电极电位为1.0 V，活性炭纤维外表积为50 cm2，电极板距离为30 mm 条件下，研讨Ni2+初始质量浓度别离为20、30、40、50 mg/L 时对应的电吸附率，成果见图3。   

由图3 能够看出，关于不同初始浓度的Ni2+溶液，电吸附到达平衡时，浓度低的溶液吸附率较高。当溶液的初始质量浓度从50 mg/L 改变到20 mg/L时，吸附平衡时的吸附率从37.74%提升至88.15%，相应的平衡质量浓度别离为31.13、2.37 mg/L。由此可见，本设备对低浓度的Ni2+溶液有较好的电吸附作用， 可能是遭到电吸附设备所供给的电场和电吸附活性电极电位不行所造成的。可知，当溶液的初始质量浓度为20 mg/L 时， 对Ni2 +的吸附作用最佳。     

3.4 电极电位对电吸附作用的影响     

在活性炭纤维外表积为50 cm2， 电极板距离为120 mm，Ni2+初始质量浓度为50 mg/L 条件下， 调理电极电位别离为0.5、1.0、1.5 V， 研讨不同电极电位对Ni2+电吸附作用的影响，成果见图4。          

由图4 能够看出，跟着施加电极电位的升高，对Ni2+的吸附率增大。但当施加电极电位为1.5 V 时，去除率却有所下降。依据Ni2+的规范电势电极电位（-0.257 V）和水的规范电势电极电位（-0.827 7 V）可知，由于施加电场电极电位过高，会使得水溶液发作电解（在试验中显着能够看到有很多气泡逸出，可证实这一点），因此吸附率反而下降。故能够得出，当所施加的电极电位为1.0 V 时，对Ni2+的去除作用最佳。     

3.5 板距离对电吸附作用的影响     

在施加电极电位为1.0 V， 活性炭纤维外表积50 cm2，Ni2+初始质量浓度为50 mg/L 条件下，电极板距离别离为30、60、90、120 mm， 研讨不同板距离对电吸附作用的影响。成果见图5。

由图5 能够看出， 跟着电极板距离的减小，对Ni2+的电吸附作用越好。依据双电层理论

〔8〕，电极距离比较小时， 在相同的电极电位下发生的双电层比较厚，吸附容量因此得以进步。本试验中，当电极板距离为30 mm 时，对Ni2+电吸附作用最佳，吸附率到达46.05%。    

 4· 动力学剖析     

为调查Ni2+在ACF 电极上的吸附动力学行为，将初始质量浓度为40 mg/L 的模仿废水在电极电位为0.5、1.0、1.5 V 正电极化下的电吸附数据别离进行准一级、准二级动力学拟合，成果见表1。    

由表1 可知，ACF 电吸附Ni2+进程经准二级拟合后线性程度最好，阐明ACF 电吸附Ni2+进程遵从拟二级反响动力学规则。     

5 ·定论     

（1）在施加电极电位为1.0 V，活性炭纤维外表积为50 cm2，电极板距离为30 mm，溶液初始质量浓度为20 mg/L 条件下， 到达平衡后，Ni2+的去除率可达88.15%。     

（2）试验研讨了活性炭纤维外表积、电极电位、电极板距离、溶液初始浓度的改变对含模仿电镀废水中Ni2+的吸附作用影响。经过剖析得出：电吸附设备对低浓度Ni2+有较好的吸附作用； 复合电极有用面积的添加不光能够添加电极对Ni2+的电吸附量，还能够添加电吸附的功率；电极板距离越小，电吸附作用越好；电极电位的进步能够有助于电吸附进程，但过高的电极电位（1.5 V 以上）将导致电解反响，发生很多气泡，影响吸附作用，添加能耗。经过动力学模仿，ACF 电吸附Ni2+进程遵从拟二级反响动力学规则。     

（3）开发和使用电吸附对电镀废水的处理、收回其间重金属， 还需要对多种重金属一起存在时的电吸附进程进行研讨；使用进程中，应操控电吸附电极电位，一起研宣布电极板面积较大、距离较小的高效电吸附设备，将有用推进该项技能的使用和发展。

中图分类号］ X703.1 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1005-829X（2014）11-0036-04 

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