堿改性泡酮樹葉吸附劑對水中Pb2+的吸附特性研究.pdf

1、重金屬廢水的治理問題已被各國科學家普遍關注，其對人類健康造成嚴重威脅也被人們逐漸認識到。重金屬廢水的傳統(tǒng)方法有化學還原法、離子交換法、吸附法、膜分離法，這些方法主要適用于重金屬離子濃度較高的情況，當重金屬離子濃度較低時，用傳統(tǒng)方法處理存在運行成本高、操作繁瑣、處理效率低、容易造成二次污染等問題。目前，我國農(nóng)林廢棄物利用率很低，一般的處理方法是露天堆置和焚燒，不僅造成能源巨大浪費而且還造成環(huán)境污染。然而，農(nóng)林廢棄物也有一些自身的優(yōu)越性，比

2、如來源廣泛、價格低廉、再生周期短、可降解等，其主要成分纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等含有豐富的-OH、-COOH、-NH2等活性基團且比表面積較大。研究表明，農(nóng)林廢棄物經(jīng)過化學改性，能夠很好地去除廢水中的重金屬離子。農(nóng)林廢棄物的改性方法很多，大量實驗發(fā)現(xiàn)，堿處理能夠使農(nóng)林廢棄物暴露更多的吸附位點，從而能達到更好的吸附效果。泡桐在我國分布廣泛，種植數(shù)量大，每年冬季產(chǎn)生大量落葉廢棄物，棄置于自然環(huán)境或露天焚燒，既造成了環(huán)境污染，又造成了資源的極

3、大浪費。我們研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)NaOH-乙醇改性后的泡桐樹葉粉末對廢水中Pb2+的去除率接近100％，可見堿改性泡桐樹葉粉末對Pb2+具有良好的去除效果。但NaOH生產(chǎn)成本高，加工過程易污染環(huán)境，不符合節(jié)約、環(huán)保的要求。而Ca(OH)2作為NaOH生產(chǎn)的天然原材料，既具備其強堿性質(zhì)又廉價易得。因此，利用Ca(OH)2改性泡桐樹葉粉末，制備重金屬離子的高效生物吸附劑，具有重要的科研價值和現(xiàn)實意義。
　　本論文選取泡桐落葉為研究對象，用Ca

4、(OH)2對泡桐樹葉粉末進行改性，吸附溶液中低濃度的Pb2+，并探討了吸附時間、吸附劑濃度、溶液pH、重金屬初始濃度這四個因素對吸附效果的影響;并通過掃描電鏡(SEM)、能譜分析(XPS)、X-熒光光譜半定量分析三種方式對對未改性、改性后和吸附后的粉末進行了表征。結果表明，吸附時間、吸附劑用量、溶液pH、金屬離子的初始濃度都會對吸附效果產(chǎn)生影響。當吸附劑濃度為0.8g·L-1，溶液pH為5，60 min即可達到吸附平衡，此時吸附量為60

5、.43 mg·g-1，去除率為95.61％;當Pb2+初始濃度在15-100 mg·L-1范圍內(nèi)時，堿改性泡桐樹葉粉末吸附劑對Pb2+的去除率都在93.0％以上，且隨著重金屬初始濃度的增加，吸附量明顯增加。堿改性泡桐樹葉粉末吸附劑吸附對Pb2+的吸附過程可用準二級吸附動力學模型和等溫吸附模型描述。通過掃描電鏡(SEM)發(fā)現(xiàn)未改性粉末表面光滑，各官能團相對分散呈顆粒狀;而改性后的粉末變化很大，原有結構形態(tài)已經(jīng)被破壞，表面變得松散粗糙，呈薄

6、片狀和絮狀;吸附Pb2+之后，粉末表面重新由松散狀態(tài)變成聚集狀態(tài)，具有眾多顆粒物和粉狀物，且顆粒間銜接緊湊。能譜分析(XPS)和X-熒光光譜半定量分析發(fā)現(xiàn)，吸附過程中Pb2+被吸附到泡桐樹葉粉末吸附劑表面，與吸附劑中的Ca2+、Mg2+、Si2+、Al2+和Fe2+等離子發(fā)生了陽離子交換。
　　用Ca(OH)2替代NaOH制備改性泡桐樹葉粉末吸附劑，不僅節(jié)能、環(huán)保、低成本，而且達到幾乎同樣的去除效果。因此，Ca(OH)2改性泡桐樹