化學(xué)改性柿子生物吸附劑及其對重金屬離子吸附研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展,重金屬污染日趨嚴(yán)重。如何消除重金屬的危害并有效地回收重金屬是當(dāng)今環(huán)境保護(hù)工作面臨的突出問題。生物吸附法作為一種新興的重金屬去除回收技術(shù),具有原料來源廣泛、吸附效率高、環(huán)境友好、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點,具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本論文以柿子粉為原料,利用其主要的有效成分——單寧,分別通過硫酸和氯化鈣等進(jìn)行化學(xué)改性,制備了兩種重金屬離子生物吸附劑:硫酸改性柿子吸附劑(SPP)和氯化鈣改性柿子吸附劑(CPP),

2、并將它們用于吸附水溶液中Cu2+、pb2+、Zn2+和Cd2+等重金屬離子。利用粒度分布、掃描電鏡、比表面積、紅外光譜等分析手段對改性前后的柿子粉進(jìn)行了表征;通過靜態(tài)實驗方法考察了初始溶液pH值、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、初始金屬離子濃度等因素對吸附過程的影響;分析了這四種金屬離子的吸附熱力學(xué)、吸附動力學(xué)及吸附等溫線;通過柱吸附實驗探索了低溶液pH下Pb2+/Zn2+和pb2+/Cd2+兩組混合溶液的分離;考察了生物吸附劑的循環(huán)再生性能,并對

3、吸附機(jī)理進(jìn)行了探討。
　　 柿子粉分別經(jīng)硫酸和氯化鈣改性后,粒度減小,比表面積增大,微觀形貌上更加緊密,說明改性處理使得分子間的相互作用得到加強(qiáng),有效減少柿子粉的水溶性。
　　 溶液pH值是影響生物吸附劑吸附Cu2+、pb2+、Zn2+和Cd2+的重要因素。在30～60℃溫度范圍內(nèi),根據(jù)吸附過程的熱力學(xué)計算結(jié)果可知,SPP對Cu2+、pb2+、Zn2+的吸附均是放熱過程,對Cd2+的吸附是吸熱過程;CPP對這四種金屬離子

4、的吸附均是放熱過程。
　　 吸附動力學(xué)的研究結(jié)果表明,SPP和CPP對Cu2+、pb2+、Zn2+和Cd2+的吸附速度都很快,在30 min內(nèi)基本達(dá)到吸附平衡,吸附動力學(xué)均符合準(zhǔn)二級動力學(xué)方程。
　　 吸附等溫線研究結(jié)果表明,SPP和CPP對Cu2+、pb2+、Zn2+和Cd2+的吸附較符合Langmuir模型。SPP對Cu2+、pb2+、Zn2+和Cd2+的最大吸附量分別為89.2、285.7、75.3和106.4mg

5、/g,CPP對上述金屬離子的最大吸附量分別為93.2、299.4、72.1和123.3mg/g,均顯著高于原始柿子粉PP對這四種離子的吸附量。
　　 吸附了金屬離子的柿子生物吸附劑可以用0.1 mol/L HCl溶液解吸再生,經(jīng)過5次循環(huán)使用吸附能力降低很小。柱吸附實驗結(jié)果表明可以通過固定床實現(xiàn)水溶液中Pb2+/Zn2+和Pb2+/Cd2+的分離或從大量Zn2+或Cd2+溶液中富集Pb2+。
　　 根據(jù)吸附前后溶液pH的