本科生課程實驗
（生物工程專業2023年級一班）
實驗名稱
單因素優化改性活性炭對水中銅離子的吸附效能
姓名李曉萌
同組人姓名
劉學偉王曉婷程瑤李豔娟李丹玉馬雪於寶張越唐
二○一三年五月
實驗1 單因素優化改性活性炭對水中銅離子的吸附效能
實驗背景及原理：近年來，飲用水安全是乙個受到廣泛關注的食品安全問題，一系列的飲用水汙染事件說明我國目前的飲用水還存在許多的安全隱患。伴隨著工業「三廢」和汽車尾氣的大量排放以及農藥殘留的普遍存在，重金屬離子已成為飲用水中常見的汙染物，也是飲用水質量衡定的重要指標。
銅是一種有毒的重金屬，主要通過生產廢水排放進入水環境，汙染地表水和地下水體，過量的銅對人體有著嚴重的危害，能引起新陳代謝紊亂、肝硬化及肝腹水等症，甚至會引發癌症。目前，含銅廢水治理的方法主要有化學降解、化學沉澱法、離子交換法、電解法及活性炭吸附法等，其中吸附法被認為是最有效的處理方法。活性炭常常作為吸附劑用在水處理中，活性炭是一種多孔性的含碳物質, 它具有高度發達的孔隙構造, 活性炭的多孔結構為其提供了大量的表面積，能與氣體（雜質）充分接觸，從而賦予了活性炭所特有的吸附效能，使其非常容易達到吸收收集雜質的目的。
就像磁力一樣，所有的分子之間都具有相互引力。正因為如此，活性炭孔壁上的大量的分子可以產生強大的引力，從而達到將有害的雜質吸引到孔徑中的目的。但由於活性炭的生產成本較高，再生過程複雜，限制了活性炭的廣泛使用。
因此如何提高其吸附容量和吸附效率、降低成本，對活性炭進行改性處理是目前研究的熱點。活性炭的改性主要包括表面結構改性和表面化學性質改性。表面結構改性有物理法和化學法。
表面化學性質改性主要有表面氧化法、表面還原法、負載原子和化合物法和酸鹼改性法，本實驗採用的是酸化改性的活性炭。
實驗目的：考察不同因素（本小組為活性炭的濃度）對改性活性炭吸附銅離子體系的影響；測定不同濃度銅離子溶液在794 nm波長下的可見光吸光度，採用excel軟體繪製銅離子濃度的標準曲線；採用dps軟體對於試驗結果進行單因素方差分析，判斷不同因素對體系影響的顯著性；採用origin或excel軟體繪製每個因素不同水平的趨勢圖（折線散點圖），挑選出每個因素的3個最適水平，並用於下一步的正交試驗設計。
實驗藥品及器材：硫酸銅母液（10 g/l, 10 g五水硫酸銅粉末溶於1000 ml蒸餾水中），改性活性炭（已製備），0.1 mol/l hcl溶液（約1 ml hcl加入蒸餾水稀釋至100 ml），0.
1 mol/l naoh溶液（0.4 g naoh粉末溶於100 ml蒸餾水中），可見分光光度計，水浴鍋，溫度計、恆溫乾燥箱等。
實驗方法：
分別考察改性活性炭濃度（a因素）、吸附溫度（b因素）和吸附時間（c因素）三種因素對整個實驗體系的影響，以吸附量作為衡量指標：
ce＝(ρ0-ρe)v/m
式中：ce為平衡吸附量（mg/g）；ρ0和ρe分別為原溶液和吸附後溶液銅離子濃度（mg/l）；v為溶液體積（l）；m為改性活性炭的質量。
1 標準曲線的繪製
配置濃度為10g/l 的硫酸銅母液，以此為母液分別配置10 g/l、5 g/l、2.5 g/l、1.25 g/l和0.
625 g/l的銅離子標準液100 ml。靜置20 min，分別吸取3 ml 不同濃度標準溶液加入到比色皿中，利用分光光度計在794 nm下測試不同濃度銅離子標準液的吸光度值，以蒸餾水為對照。每個樣品測定三次，取平均值繪製標準曲線（濃度為橫座標，吸光度值為縱座標）。
2 改性活性碳的濃度對吸附量的影響
將一定量的活性炭（0.05g、0.1g、0.
15g、0.2g和0.3g）加入到5 ml (5 g/l) cuso4 中，再將反應體系放置於50℃水浴鍋中，水浴30分鐘後，常溫豎直靜置10分鐘後，取上清液3 ml加入到比色皿中測定銅離子的吸光度。
每個樣品重複測三次，記錄資料。
資料處理與結果：
1 銅離子的標準曲線
不同濃度的銅離子標準溶液的吸光度值圖表
2 改性活性碳的濃度對吸附量的影響
不同濃度的活性炭的吸光度值圖示
處理結果：
）改性活性炭的濃度（a因素）對銅離子吸附效能的影響
根據p值可知改性活性炭的濃度（a因素）對銅離子吸附效能有不顯著性影響
實驗討論與分析
本實驗為單因素優化改性活性炭對水中銅離子的吸附效能，分析了不同因素對改性活性炭吸附銅離子體系的影響，本小組是對不同濃度活性炭（質量不同）a因素進行了研究。採用了不同質量的活性炭進行實驗測其吸光度。通過實驗的測定和銅離子標準曲線，可知a因素對水中銅離子的吸附效能有不顯著性影響。
此實驗是基本成功的。
本小組的其他成員分別做了吸附溫度（b因素）、吸附時間（c因素）對整個實驗體系的影響，可以知道吸附溫度和吸附時間對銅離子的吸附效能都沒有顯著性影響，可以更好地優化活性炭對銅離子的吸附性。
此實驗也存在一定的誤差，實驗中由於只有一台分光光度計在測量時，時間因素影響可能出現誤差，由於做實驗時人比較多，在靜置時可能出現誤差影響結果。通過這次實驗讓我學會分析單因素對某個方法體系的顯著性影響，和它的實際應用，對以後的學習有更大幫助。
實驗通知單 原始記錄 1
附表六實驗通知單學校名稱 黔西三中 高中初中小學學科 化學班級 九 班 實驗名稱 9 1 9 2 9 3 實驗類別 演示實驗實驗日期年月日 任課教師 簽名領出日期年月日 實驗員 簽名歸還日期年月日 注 1 任課教師填寫演示實驗提前三天，學生分組實驗提前一周通知實驗室準備。2 本單位登出由實驗室存入檔...
實驗委託單
北京綠波智業檢測技術 鋼原 材 檢測委託合同單 wt 04 委託編號 2016 1 以下由委託方填寫收樣日期 16 年月日 2 以下內容由樣品接收人填寫 3 說明 1 有關委託單位和樣品資訊由委託方填寫，委託方對其填寫內容真實性負責。樣品狀態由本公司經手人填寫 2 當檢測專案中有分包等其它情況時，應...
實驗排課單
附件二交通與汽車工程學院汽車交通實驗中心 實驗課排課通知單 2013 2014 學年第 2 學期課程名稱汽車評估課程 1203929 課程性質必修 汽車服務工程專業 2011 級 1 2 3 班學生人數 92 實驗分組數 5 實驗分室名稱汽車服務工程實驗室實驗分室位置大車間實驗總學時 4實驗負責人 ...