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Cu2+吸附量的测定方法。研究建立一种石墨纳米溶胶对Cu 2+吸附量的测定方法，可为铜污染治理提供技术支持。
【背景技术】
[0002]近年来，由于对铜矿的开采以及含铜杀菌剂的大量使用，使得铜污染成为重金属污染的重要方面之一(蔡道基，单正军，朱忠林，等.铜制剂农药对生态环境影响研究[J].农药学学报，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)。铜是一种强烈的细胞代谢抑制剂，可毒害水体中的微生物群，使水中有机物的分解受到阻碍，并对水体生态产生不良影响。数据显示，2005年，全国废水排放总量为524.5亿吨，城市污水处理率仅为149.8万吨。我国江河湖泊的底质污染率高达80.1%，水体质量受到严重影响(马群，张贤忠，刘立进，等.我国水体重金属污染现状及处理方法[J].中国化工贸易，2012，(6):287-193)。利用吸附法去除水体重金属污染物，尤其是选择性地去除某种或者某类重金属离子，对于缓解当前严峻的水体重金属污染以及资源的再利用具有重要意义。
[0003]碳纳米材料是近年来研究较多的一种无机非金属纳米材料。自20世纪80年代末以来，纳米材料在环境保护、污染控制、能源开发与保护等方面的作用逐渐受到人们关注。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)0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，目前关于电解石墨纳米溶胶对Cu2+吸附量的测定方法尚未见报道，限制了其在实际生产中的应用。研究建立一种电解石墨纳米溶胶对Cu2+吸附量的测定方法，可为铜污染控制和消除提供技术支持。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了提供一种电解石墨纳米溶胶对Cu2+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。
[0005]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Cu2+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Cu2+标准溶液(5个以上)，记某一初始Cu2+浓度为C 0；
(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Cu2+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。
[0006](5)将消化后的溶液定容，加水稀释，记Cu2+总稀释倍数记为η。然后用火焰分光光度计测定溶液中Cu2+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Cu2+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)如对一系列Cu2+溶液的吸附量进行模拟，得到石墨溶胶对Cu2+吸附量计算方程。设吸附量为y，污染水体铜浓度为X，则:
y=3.3657*6.3763E 4 *χ/(1+6.3763*Ε 4)，R2=0.997根据方程，可计算出石墨溶胶对任意浓度Cu2+的吸附量。
[0007]在步骤(1)中，要至少配制5个不同浓度的系列Cu2+溶液(Cu2+浓度在0~2000mg/L之间)，方能满足统计数据模拟要求。
[0008]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Cu2+吸附量的快速测定，为电解石墨纳米溶胶在铜污染水处理中的应用提供技术支持。
【具体实施方式】
[0009]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。
[0010]实施例1
取某地铜污染水溶液，测定其Cu2+离子浓度为20mg/L。取5ml石墨纳米溶胶，加入到5ml Cu2+溶液中。根据方程y=3.3657*6.3763E 4 *x/(1+6.3763*E 4*x)，可直接计算出石墨纳米溶胶对Cu2+的吸附量为0.0424mgo进一步，利用吸附量与铜溶液中Cu 2+总量的比值可得吸附率为42.38%ο
[0011]实施例2
取某地铜污染水溶液，测定其Cu2+离子浓度为500mg/L。取5ml石墨纳米溶胶，加入到5ml Cu2+溶液中。根据方程y=3.3657*6.3763E 4 *x/(1+6.3763*E 4*x)，可直接计算出石墨纳米溶胶对Cu2+的吸附量为0.8136mg。进一步，利用吸附量与铜溶液中Cu 2+总量的比值可得吸附率为32.54%ο
[0012]实施例3
取某地铜污染水溶液，测定其Cu2+离子浓度为1000mg/L。取5ml石墨纳米溶胶，加入到5ml Cu2+溶液中。根据方程y=3.3657*6.3763E 4 *x/(1+6.3763*E 4*x)，可直接计算出石墨纳米溶胶对Cu2+的吸附量为1.3104mgo进一步，利用吸附量与铜溶液中Cu2+总量的比值可得吸附率为26.21%。
【主权项】
1.一种电解石墨纳米溶胶对铜离子(Cu 2+)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Cu2+标准溶液，记某一初始Cu2+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Cu+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Iml H2O2,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Cu2+总稀释倍数记为n，然后用火焰分光光度计测定溶液中Cu2+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，石墨纳米溶胶对Cu2+的吸附量计算公式为: 吸附量=(C0-n*Ce) *V (7)用统计软件对一系列Cu2+溶液的吸附量进行模拟，得到石墨纳米溶胶对Cu2+的吸附量计算方程，设吸附量为1，污染水体Cu2+浓度为X，则:y=3.3657*6.3763E 4 *χ/(1+6.3763*Ε 4*χ)，R2=0.999根据方程，可计算出石墨溶胶对任意浓度Cu2+的吸附量。2.根据权利要求1所述的电解石墨纳米溶胶对Cu2+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Cu2+吸附量的测定方法，其特征在于:步骤(I)中，要至少配制5个不同浓度的Cu2+系列标准溶液，Cu 2+浓度在0~2000mg/L之间。
【专利摘要】一种电解石墨纳米溶胶对Cu2+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Cu2+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Cu2+浓度。通过一系列实验推算出石墨溶胶对Cu2+吸附量的计算公式。给定任意铜浓度带入公式中，即可计算出石墨纳米溶胶对Cu2+的吸附量。本发明建立了一种石墨纳米溶胶对Cu2+吸附量的快速测定方法，可为铜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】CN105352942
【申请号】CN201510658255
【发明人】梁太波, 李玉磊, 杨健, 张仕祥, 刘阳, 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