本实验主要研究活性炭对重金属离子Cd和Cu的吸附性能情况及影响因素。

    本实验采用的吸附剂为活性炭颗粒，在使用前应先经过预处理。处理方法：将一定量的活性炭用盐酸、蒸馏水洗净后加蒸馏水煮沸，沸腾20min，然后冷却至室温，置于干燥箱中，在105℃下恒温干燥24h。

    实验步骤：

    (1)绘制含铜离子和含铬离子溶液的标准曲线。

    配制浓度分别为0.2mg/l、0.4mg/l、0.8mg/l、1.0mg/l的含Cu2+溶液共4份，在波长为324.7nm，狭缝为2.0，电压为292V，电流为4.77A的条件下用原子吸收分光光度计测定其吸光值，绘制标准曲线。

    配制浓度分别为0.2mg/l、0.4mg/l、0.8mg/l、1.0mg/l的含Cd2+溶液共4份，在波长为229.1m，狭缝为2.0，电压为289V，电流为5.52A的条件下用原子吸收分光光度计测定其吸光值，绘制标准曲线。

    (2)分别配制100ml浓度为10mg/l的含Cu2+溶液和含Cd2+溶液各9份，每份中加入已经过预处理的活性炭2g(±0.003g)，两种不同金属离子的溶液试样分别在10℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃的温度下振荡5h，然后过滤，应保证滤液澄清，以避免影响后续操作。再用原子吸收分光光度计测定活性炭对Cu离子和Cd离子的吸附效果。

    (3)分别配制100ml浓度为10mg/l的含Cu2+溶液和含Cd2+溶液各7份，每份中加入已经过预处理的活性炭2g(±0.003g)。调节溶液的pH值，以探寻最佳pH值。调节7份CdSO4溶液的pH值分别为2.0、3.4、4.0、5.6、7.3、8.3、10.2，7份CuSO4溶液的pH值分别为2.0、3.6、4.4、5.4、6.5、8.1、10.3。将调好pH值的溶液在常温下(25℃)振荡5h，然后过滤，再用原子吸收分光光度计测定活性炭对Cu离子和Cd离子的吸附效果。

    (4)根据前两组实验结果，选定温度(常温25℃)及pH值(Cu2+为6.8)，测定吸附时间和不同起始浓度对活性炭吸附效果的影响。配制100ml浓度分别为2mg/l，4mg/l、6mg/l、8mg/l、10mg/l、12mg/l的含Cu2+溶液各6份，调节pH值至6.8(±0.04)，每份中加入已经过预处理的活性炭2g(±0.003g)，将恒温振荡器调至实验温度，开始振荡。每种浓度的6份试样分别于50min、100min、200min、300min、350min、400min取出过滤，滤液用原子吸收分光光度计测定。

    (5)根据前两组实验结果，选定温度(常温25℃)及pH值(Cd2+为7.5)，测定吸附时间和不同起始浓度对活性炭吸附效果的影响。配制100ml浓度分别为2mg/l，4mg/l的含Cd2+溶液各6份，调节pH值至7.5(±0.04)，每份中加入已经过预处理的活性炭2g(±0.003g)，将恒温振荡器调至最佳温度，开始振荡。每种浓度的6份试样分别于50min、100min、200min、300min、350min、400min取出过滤，滤液用原子吸收分光光度计测定。再配制浓度分别为6mg/l、8mg/l、10mg/l、12mg/l的含Cd2+溶液各6份，操作同上。每种浓度的6份试样分别于50min、150min、250min、350min、400min、450min取出过滤，滤液用原子吸收分光光度计测定。

    实验结论：

    1.低温时，活性炭的吸附容量较大，对重金属离子Cu2+和Cd2+的吸附可达到很好的效果。而随着温度的增加，尤其是当溶液温度较高（高于50℃）时，活性炭的吸附作用减弱、吸附容量减小。活性炭吸附重金属离子表现为物理吸附性能的特性。

    2.在一定pH值范围内（通常为酸性至中性），随着溶液pH值增大，活性炭对重金属离子Cu2+和Cd2+的吸附量也增大。当pH值超过一定限值时，随着pH值继续增大，其吸附量相对降低。

    3.随着吸附时间的增加，活性炭的吸附量逐渐增大，开始时溶液中重金属离子Cu2+和Cd2+的浓度下降很快，即活性炭吸附容量上升很快，随着吸附的进行，活性炭吸附容量随时间缓慢增加，直至达到吸附平衡，且其达到吸附平衡的时间大致为400min。

    4.当投入的活性炭的量为定值时，随着初始浓度的增加，活性炭对Cu2+和Cd2+的去除率均逐渐降低。活性炭颗粒处理较低浓度(<4mg/l)的CuSO4溶液和CdSO4溶液时，去除率均可达90%左右，但处理较高浓度(>8mg/l)的溶液时，仅40%至60%的去除率。

    5.金属离子Cu2+及Cd2+在活性炭上的吸附行为遵循Langmuir模式，同时，在考察的温度及浓度范围内，活性炭对两种金属离子的吸附行为又符合Freundlich模型。