摘 要：以纳米二氧化钛为吸附剂,采用原子吸收光谱法评价水体中Cu2+ 去除效果。探索了水体pH值、纳米二氧化钛加入量、Cu2+初始浓度，吸附时间四个变量对水体中Cu2+去除效果的影响。结果表明:在本实验条件下，TiO2的最佳投加量为40mg，吸附时间30～35min，pH为7～9，Cu2+初始浓度在6～15 mg /L，Cu2+ 去除率可达60%以上。
关键词：吸附；原子吸收光谱法；纳米二氧化钛；铜离子
1. 引言
铜是一种过渡金属，具有显著的毒性效应[1]。铜污染多是人为因素，污染源排放直接污染土壤和水体。过量铜排入水体会导致水生态不平衡，破坏水体自净能力[2]。水生生物受到铜污染毒害，能够富集高浓度铜，通过生物放大过程进入食物链 [3]，危害人体健康。
纳米材料是近年来受到广泛重视的一种新兴功能材料[4], 20世纪80年代中期发展起来。其具有一系列新异特性，并优越于传统的材料。表面原子能够与金属离子以静电作用等方式相结合，因此纳米材料对一些金属离子具很强的吸附能力，并且在较短的时间内即可达到吸附平衡；同时，由于其比表面积非常大，因而具有比一般的吸附材料更大的吸附容量。因此本实验以纳米二氧化钛为吸附剂，处理模拟的含Cu2+废水，探讨影响因素和作用机理，探索水体中Cu2+去除最优工艺参数。
2. 实验部分
2.1试剂与仪器
试剂：硫酸铜即CuSO4﹒5H2O（分析纯）；纳米二氧化钛（VK-TA05）；去离子水；稀盐酸（分析纯）；氢氧化钠（分析纯）。
仪器：锥形瓶、容量瓶、DHG-9030A电热恒温鼓风干燥箱；FA2004N型电子分析天平；普通摇床；PHS-3C精密 pH计；原子吸收分光光度计。
2.2 纳米二氧化钛去除水中Cu（Ⅱ）的反应的测定及计算方法
采用火焰原子吸收法测定溶液的吸光度ABS，将吸光度带入标准曲线方程，求出滤液中铜离子浓度Ci。用下式计算铜离子去除率R：R=（C0－Ci）÷C0×100％
2.4实验步骤
2.4.1标准曲线的绘制
将CuSO4﹒5H2O配成铜离子浓度分别为0mg /L、1mg /L、2mg /L、4mg /L、8mg /L、10mg /L、25mg /L的溶液，用火焰原子吸收法测定标准系列的吸光度，并以吸光度对铜离子浓度作图，绘制标准曲线，见下图所示。
2.4.2 探究铜离子初始浓度的影响
结果表明，随着底物铜离子浓度的增加，二氧化钛对其去除率不断减小，当铜离子浓度在10mg/L以下时，可以达到65%以上的去除率，而当铜离子浓度大于20 mg/L时，去除率仅仅只有20%～30%，可见，纳米二氧化钛并不能有效处理高浓度铜离子的物质，只有在较低铜离子浓度下，具有较好的去除效率。
2.4.3探究纳米二氧化钛投加量的影响
结果表明，随着投加量的增加，铜离子去除率先不断增加，后略微降低，当二氧化钛加入量为40mg时，可以达到最大的去除效率。
3 结语
本文探索了水体pH值、纳米二氧化钛加入量、Cu2+初始浓度，吸附时间四个变量对水体中Cu2+去除效果的影响。结果表明:
（1）纳米二氧化钛只有在较低铜离子浓度下，具有较好的去除效率。铜离子浓度为5mg/L时，去除率可达87.35%
（2）当二氧化钛加入量为40mg时，可以达到最大的去除效率。
（3）二氧化钛去除铜离子效率随pH的增加而呈上升趋势，当pH等于7时，二氧化钛去除铜离子效率骤然提高至97.4%，在pH为碱性条件下，有利于二氧化钛对铜离子的去除。
（4）在本实验条件下，为取得较好的吸附效果，选择吸附时间为35min左右为宜。
参考文献
[1]徐珑，杨曦，张爱茜，等，水环境中的光化学研究进展，化学进展，2005，17（3）：412-415
