吸附量的测定方法
【技术领域】
[0001]本发明属于水污染领域中的重金属吸附技术，具体涉及一种电解石墨纳米溶胶对Cd2+吸附量的测定方法。研究建立一种石墨纳米溶胶对镉吸附量的测定方法，可为镉污染治理提供技术支持。
【背景技术】
[0002]随着现代工业的迅猛发展，镉污染的问题已日益严重化。镉具有难降解、高稳定及可积蓄性，是仅次于汞和铅的重金属污染物(陶媛，何厚华，宋宁.广西锌铟冶炼企业镉废水污染解析及处理对策[J].中国有色冶金，2015，(1):63-66;尤作亮，张金松.二氧化氯消毒的控制标准及其发展趋势[J].中国给水排水，2003，19(2):29-31 )。镉污染事故常有发生，如2005年广东北江、2006年湖南湘江及2012年广西龙江的镉污染事件，对当地居民造成了极大伤害，引起了社会各界的广泛关注。如何治理水体重金属镉污染，保持水体的可用性，已成为亟待解决的问题。
[0003]碳纳米材料是一种近年来研究较多的无机非金属纳米材料。由于纳米材料具有巨大的比表面积、高的活性点位以及优良的光电性能，在污染治理领域具有广阔的应用前景(Tratnyek P G, Johnson R L.Nanotechnologies for environmental clean up[J].Nanotoday, 2006，1:44-48 ;李海莹，王薇，金朝辉，等.纳米铁的制备及其对污染地下水的脱销研究[J].南开大学学报，2006，39(1):8-14)。前期研究表明，碳纳米材料可以有效的吸附重金属，降低重金属的有效性，改良污染水体(杨孝智，高静，贺婷婷，等.碳纳米管对水体重金属污染物的吸附/解吸性能研究进展[J].应用化工，2011，40 (4):692-695 ;龚兵丽，邱宇平，赵雅萍，等.黑碳吸附亚甲基蓝染料废水的行为研究[J].环境科学与技术，2009, 32 (11): 18-23)。电解石墨纳米溶胶为一种利用电解石墨方法制备的碳纳米材料，在重金属离子吸附和污水处理方面已展现出良好应用前景。然而，目前关于碳纳米溶胶对镉吸附量的快速测定方法尚未建立，限制了其在实际生产中的应用。
[0004]
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了提供一种电解石墨纳米溶胶对Cd2+吸附量的测定方法，为修复水体重金属污染，改良水体环境提供技术支持。
[0006]本发明是通过以下技术方案来实现的:一种电解石墨纳米溶胶对Cd2+吸附量的测定方法，包括以下步骤:
(1)配制一系列不同浓度的Cd2+标准溶液(5个以上)，记某一初始Cd2+浓度为C。；
(2)取一定体积的石墨纳米溶胶多份，体积记为V，分别加入相同体积不同浓度的Cd2+溶液；
(3)将混合液在180r/min条件下震荡30min，静置12h，然后8000r/min条件下离心2min ； (4)取5ml上清液于消化管中，加入5ml浓硫酸后，用消化器消化。待温度升到370°C时，从消化器上取下消化管，稍冷，滴加1ml H202，并不断摇晃消化管，再加热微沸20-30min，
如此反复，直至溶液澄清。
[0007](5)将消化后的溶液定容，加水稀释，记Cd2+总稀释倍数记为η。然后用火焰分光光度计测定溶液中Cd2+浓度，记为Ce;
(6)根据吸附解析中吸附量的计算公式:吸附量=(初始浓度-平衡浓度)X体积，则石墨溶胶对Cd2+的吸附量的计算公式为:吸附量=(C0-n*Ce) *V ;
(7)用统计软件(如Origin软件)对一系列Cd2+溶液的吸附量进行模拟，得到石墨纳米溶胶对Cd2+的吸附量计算方程。设吸附量为y，污染水体Cd 2+浓度为X，则:
y=l.4570*5.7656E 4 *χ/(1+5.7656*Ε 4)，R2=0.997根据方程，可计算出石墨纳米溶胶对任意浓度Cd2+的吸附量。
[0008]在步骤(1)中，要至少配制5个不同浓度的系列Cd2+标准溶液，方能满足统计数据模拟要求，(Cd2+浓度在0~2000mg/L之间)。
[0009]本发明与现有技术相比具有以下优点:电解石墨纳米溶胶为一种小尺度、高表面能活性和带有负电荷的纳米颗粒，能够与溶液中的重金属离子形成聚合物，进而达到吸附和去除重金属的作用，在重金属污染水处理方面具有广阔应用前景。试验研究表明，使用本方法可实现电解石墨纳米溶胶对Cd2+吸附量的快速测定，为电解石墨纳米溶胶在镉污染水处理中的应用提供技术支持。
【具体实施方式】
[0010]通过下面给出的具体实施实例，可以更清楚地了解本发明，但它们不是对本发明的限定。
[0011]实施例1
取某地镉污染水溶液，测定其Cd2+浓度为20mg/L。取5ml石墨纳米溶胶，加入到5mlCd2+溶液中。根据方程y=l.4570*5.7656E 4 *x/(1+5.7656*E 4*x)，可直接计算出石墨纳米溶胶对Cd2+的吸附量为0.0166mg。进一步，利用吸附量与镉溶液中Cd 2+总量的比值可得吸附率为16.61%。
[0012]实施例2
取某地镉污染水溶液，测定其Cd2+浓度为500mg/L。取5ml石墨纳米溶胶，加入到5mlCd2+溶液中。根据方程y=l.4570*5.7656E 4 *x/(1+5.7656*E 4*x)，可直接计算出石墨纳米溶胶对Cd2+的吸附量为0.3260mg。进一步，利用吸附量与镉溶液中Cd 2+总量的比值可得吸附率为13.04%ο
[0013]实施例3
取某地镉污染水溶液，测定其Cd2+浓度为1000mg/L。取5ml石墨纳米溶胶，加入到5mlCd2+溶液中。根据方程y=l.4570*5.7656E 4 *x/(1+5.7656*E 4*x)，可直接计算出石墨纳米溶胶对Cd2+的吸附量为0.5328mg。进一步，利用吸附量与镉溶液中Cd 2+总量的比值可得吸附率为10.66%ο
【主权项】
1.一种电解石墨纳米溶胶对镉离子(Cd2+)吸附量的测定方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)配制一系列不同浓度的Cd2+标准溶液，记某一初始Cd2+浓度为C。； (2)取一定体积的石墨纳米溶胶多份，体积记为V，分别加入相同体积不同浓度的Cd2+溶液； (3)将混合液在180r/min条件下震荡30min，静置12h，然后离心； (4)取5ml上清液于消化管中，加入5ml浓硫酸后，用消化器消化；待温度升到370°C时，从消化器上取下消化管，稍冷，滴加1ml H202，并不断摇晃消化管，再加热微沸20-30min，如此反复，直至溶液澄清； (5)将消化后的溶液定容，加水稀释，记Cd2+总稀释倍数记为n，然后用火焰分光光度计测定溶液中Cd2+浓度，记为C e； (6)根据吸附解析中吸附量的计算公式:吸附量=(初始浓度-平衡浓度)X体积，则在某一浓度下，石墨溶胶对Cd2+的吸附量的计算公式为: 吸附量=(C0-n*Ce) *V (7)用统计软件对一系列Cd2+溶液的吸附量进行模拟，得到石墨纳米溶胶对Cd2+的吸附量计算方程，设吸附量为1，污染水体Cd2+浓度为X，则:y=l.4570*5.7656E 4 *χ/(1+5.7656*Ε 4*χ)，R2=0.997 根据方程，可计算出石墨纳米溶胶对任意浓度Cd2+的吸附量。2.根据权利要求1所述的电解石墨纳米溶胶对Cd2+吸附量的测定方法，其特征在于:离心条件是在8000r/min下离心2min。3.根据权利要求1所述的电解石墨纳米溶胶对Cd2+吸附量的测定方法，其特征在于:步骤(1)中，要至少配制5个不同浓度的系列Cd2+标准溶液，Cd 2+浓度在0~2000mg/L之间。
【专利摘要】一种电解石墨纳米溶胶对Cd2+吸附量的测定方法，其特征在于：将石墨纳米溶胶和相同体积的Cd2+溶液混合，再通过用H2SO4-H2O2消化，之后将消化液稀释，用火焰分光光度计测定溶液中的Cd2+浓度。通过一系列实验推算出石墨溶胶对Cd2+吸附量的计算公式。给定任意Cd2+浓度带入公式中，即可计算出石墨纳米溶胶对Cd2+的吸附量。本发明建立了一种石墨纳米溶胶对Cd2+吸附量的快速测定方法，可为Cd2+污染治理提供技术支撑。其优点在于：由于电解石墨纳米溶胶为一种小尺度、高表面能活性和带有负电荷的纳米颗粒，能够与溶液中的重金属离子形成聚合物，进而达到吸附和去除重金属的作用，在重金属污染水处理方面具有广阔应用前景。
【IPC分类】G01N21/71
【公开号】CN105352943
【申请号】CN201510658363
【发明人】梁太波, 李玉磊, 杨健, 张仕祥, 王爱国, 尹启生, 张艳玲, 王建伟
【申请人】中国烟草总公司郑州烟草研究院
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月14日