電鍍相關(guān)外文翻譯（中文）

1、<p><b>　　中文8500字 </b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯</p><p><b>　?。?012屆）</b></p><p>　　外文題目 Removal of Zn2+ from aqueous single metal solutions and electroplati

2、ng wastewater with wood sawdust and sugarcane bagasse modi?ed with EDTA dianhydride (EDTAD) </p><p>　　譯文題目 用EDTA二酐改性的木材木屑和甘蔗渣去除單一金屬水溶液和電鍍污水中的Zn2+的處理方案

3、 </p><p>　　外文出處 Journal of Hazardous Materials </p><p>　　用EDTA二酐改性的木材木屑和甘蔗渣去除單一金屬水溶液和電</p><p>　　鍍污水中的Zn2+的處理方案</p><p><b>　　摘要：</b&g

4、t;</p><p>　　這項(xiàng)工作描述了從木材鋸末派生的一個(gè)新的螯合材料，Manilkarasp。該研究不僅使用了新的技術(shù)支持，還使用了我們以前工作中合成的化學(xué)改性的甘蔗渣，將Zn2+從水溶液和電鍍廢水中去除。第一部分介紹了用乙二胺四乙酸二酐（EDTAD）作為改性劑將羧酸和胺官能團(tuán)引入木屑和甘蔗渣材料中使之發(fā)生化學(xué)改性。改性后獲得的甘蔗渣（EB），改性木屑（ES）等再通過紅外光譜（IR）和CHN進(jìn)行性能分析。第二

5、部分評(píng)估在單一金屬水溶液和真正的電鍍廢水中EB 和 ES對(duì)Zn2+的吸附能力，Zn2+濃度能通過EDTA直接滴定法和電感耦合等離子體法（ICP - OES）確定。靜態(tài)吸附等溫線是由朗繆爾波吸附模型研究得到的。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，單一金屬水溶液中ES對(duì)Zn2+的吸附能力是80 mg/g，EB 是105 mg/g。而工業(yè)廢水中，ES對(duì)Zn2+的吸附能力是47 mg/g，EB 是45 mg/g。發(fā)現(xiàn)由于其他陽離子的競(jìng)爭(zhēng)或其他離子的干擾，目前主要是指廢水

6、中的Ca2+和Cl -，改性材料對(duì)廢水中的Zn2+的吸附值低于摻藥溶液。</p><p>　　關(guān)鍵詞：吸附 改性木材 鋅 改性蔗渣 乙二胺四甲酸二酐 電鍍廢水</p><p><b>　　1.引言</b></p><p>　　由于重金屬污染廢水的大量排放，電鍍行業(yè)成為最危險(xiǎn)的化學(xué)密集型產(chǎn)業(yè)之一。來自這些行業(yè)的無機(jī)廢

7、水含有有毒金屬，如鎘，鉻，銅，汞，鎳，鉛和鋅等，這些有毒金屬容易聚積在食物鏈中并使之普遍伴有毒性[1,2]。</p><p>　　鋅是廣泛應(yīng)用于電鍍行業(yè)的最重要的金屬之一，它也是人體中激活酶的活性的必要元素之一，它的缺乏會(huì)引起嚴(yán)重的健康后果。但當(dāng)超過100 mg/d這一上限時(shí)，鋅是有毒的。鋅的毒性已被發(fā)現(xiàn)存在急性和慢性兩種形式。慢性的鋅中毒通常會(huì)引起銅的缺乏。鋅的攝入量在100到150mg/d時(shí)會(huì)干擾銅的代謝并造

8、成銅缺乏癥狀，影響鐵的還原功能，使白細(xì)胞減少，免疫功能降低及高密度脂蛋白水平的降低。鋅的攝取量在200-800 mg/d時(shí)，可引起腹痛，惡心，嘔吐和腹瀉癥狀。還有其他已報(bào)道的影響，包括嗜睡，貧血，頭暈。成立于2005年的巴西聯(lián)邦立法[4]規(guī)定鋅的最大的排放限值是5 mg/L。</p><p>　　在電鍍過程中，選擇回收金屬的方法時(shí)，一些要點(diǎn)應(yīng)予以考慮，例如：（1）直接處理或稀釋該過程的濃縮液，（2）污泥副產(chǎn)物的處

9、理類型，及（3）水的回用。</p><p>　　從廢水中去除鋅的處理過程通常涉及高pH沉淀，但它會(huì)產(chǎn)生大量的污泥，必須進(jìn)對(duì)其行處理和處置，且一般需較高的成本[5] 。到目前為止，吸附是最為通用的方法，并廣泛用于去除水和廢水中的各種污染物[6]。Pereira等人[7]，用丁二酸酐（MS2）改性的甘蔗渣（MB2），木材鋸末和Manilkara sp.在批次和連續(xù)模式下從電鍍廢水中去除鋅。當(dāng)吸附劑濃度為1.0 g /

10、 L時(shí)，在批次處理模式下的去除效率高于95％，在連續(xù)模式下，MB2和 MS2的去除效率分別為65.7％和57.8％。木質(zhì)纖維素材料是最常見的吸附劑之一，因?yàn)樗鳛楣I(yè)生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物，是可大量獲得的原料[8,9] 。在這些材料中，甘蔗渣[6,7,10-17]和木材鋸末[7,18-20]是具有吸引力的選擇，利用他們作為吸附劑可對(duì)環(huán)境有利，因?yàn)樗麄兛赡鼙晦D(zhuǎn)換成廉價(jià)吸附劑而減少農(nóng)業(yè)廢棄物，取代了傳統(tǒng)的合成樹脂[21]。最近有報(bào)道指出，為此目

11、的，一些研究人員使用各種吸附劑去除水溶液或廢水[22-25]中的鋅。琥珀酸，馬來和鄰苯二甲等環(huán)狀酸酐已被用于作為纖維素纖維[16,26,27]，木質(zhì)素[28]，和/或半纖維素[29]表面改性的</p><p>　　最近，用EDTA二酐（EDTAD）進(jìn)行表面改性的方法被報(bào)道在學(xué)術(shù)文獻(xiàn)[17,30,31]中。Inoue等人[31]還報(bào)告了EDTAD的固相介紹。他們旨在用EDTAD修改殼聚糖和聚烯丙胺。這些作者已經(jīng)使用

12、新獲得的材料，在親和力的差異的基礎(chǔ)上分離金屬離子。最近Yu等人[30]用EDTAD技術(shù)修改了酵母的纖維素，用它來優(yōu)化對(duì)某些金屬離子的吸附選擇性。在我們以前的工作[17]中，用EDTAD對(duì)纖維素和甘蔗渣進(jìn)行化學(xué)改性，從纖維素和甘蔗渣EB獲得新的木質(zhì)纖維改性材料EC。這些材料被用來作為吸附單金屬溶液中的銅（II），鎘（II）和鉛（II）的解決方案。</p><p>　　目前的這項(xiàng)研究描述了使用乙二胺四甲酸二酐（EDT

13、AD）作為改性劑，用木材鋸末Manilkara sp.和甘蔗渣制備新材料的過程。 Karnitz Júnior等人[17]已描述了使木屑和甘蔗渣改性的實(shí)驗(yàn)過程。本研究的目的是評(píng)估在其他離子干擾和吸附位點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)作用下，是否這些改性后的的材料可作為從摻藥廢水和電鍍廢水中去除鋅離子的有效吸附劑。在不同的接觸時(shí)間，pH值和初始離子濃度下進(jìn)行吸附的研究，吸附等溫線符合Langmuir模型[15,16]。</p><p&

14、gt;<b>　　2.材料和方法</b></p><p><b>　　2.1.材料</b></p><p>　　甘蔗渣產(chǎn)自O(shè)uro Preto, Minas Gerais, Brazil，木材鋸末產(chǎn)自 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil的鋸木廠。從SYNTH (Brazil)采購的 EDTA（鈉鹽）和醋酸酐使

15、用不需提純。</p><p>　　吡啶從VETEC采購，并用NaOH和distilled.N回流過液，N -二甲基甲酰胺（DMF）購自TEDIA，低壓蒸餾后方可使用。硫酸鋅購自SYNTH（巴西）。</p><p>　　Zn2+原液(1000 mg/L)可用ZnSO4 和蒸餾水制備，研究中所用的所有其他的鋅溶液都由鋅原液制備得來。用于儀器分析的購自Whatman公司的等級(jí)定量濾紙（貨號(hào)144

16、1-150）。廢水樣品采自Contagem, Minas Gerais, Brazil當(dāng)?shù)仉婂冃袠I(yè)的堿性含鋅電鍍廢水。將2007年9月某個(gè)星期內(nèi)每天收集的樣品混合，然后用于吸附研究。</p><p><b>　　2.2.吸附劑</b></p><p>　　2.2.1.吸附劑的處理</p><p>　　甘蔗渣和木材鋸末在100℃的干燥箱中放置約2

17、4小時(shí)進(jìn)行干燥，通過鎢環(huán)銑削，材料的大小將減小成粉末。由此產(chǎn)生的材料用4篩系統(tǒng)（20，32和65目）過篩，通過32至65目的一小部分被收集并用蒸餾水沖洗，在65℃的條件下攪拌1個(gè)小時(shí)，然后在100℃的條件下進(jìn)行干燥。最后，干燥后的材料在sohxlet系統(tǒng)中用正己烷-乙醇（1:1）沖洗4個(gè)小時(shí)。</p><p>　　2.2.2.吸附劑的化學(xué)改性</p><p>　　根據(jù) Karnitz J&

18、#250;nior等人[17]描述的方法合成EDTAD。甘蔗渣（B）或木材木屑（S）（5克）和EDTAD (15.0 g)在75℃的條件下，在無水二甲基甲酰胺（210 mL）中反應(yīng)24個(gè)小時(shí)，以獲得改性甘蔗渣（EB）或改性的木材鋸末（ES）。改性材料通過燒結(jié)玻璃漏斗進(jìn)行過濾分離，用二甲基甲酰胺，去離子水，飽和碳酸氫鈉溶液，去離子水，95％的乙醇，丙酮洗凈，在80℃的干燥箱中干燥1個(gè)小時(shí)。留下干燥物料在干燥器中冷卻并檢測(cè)大部分的獲得物。&

19、lt;/p><p>　　2.3.吸附劑的表征</p><p>　　2.3.1. FTIR分析</p><p>　　將1毫克各種材料各和100毫克光譜級(jí)溴化鉀混合制備樣品。在500到4000cm-1處，每32個(gè)掃描樣本，使用Nicolet410影響設(shè)備探測(cè)器在4cm?1分辨率處錄得紅外光譜。</p><p>　　2.3.2.元素分析</p&g

20、t;<p>　　Perkin Elmer公司201系列II CHNS/ O2400型分析儀完成元素分析。</p><p>　　2.3.3.質(zhì)量增率</p><p>　　按式（1）計(jì)算EB和ES的mpg值：</p><p>　　………………………………………………………………(1)</p><p>　　Mf 是改性材料的質(zhì)量<

21、;/p><p>　　Mi是未改性材料的質(zhì)量</p><p><b>　　2.4.廢水</b></p><p>　　2.4.1.廢水特性</p><p>　　電鍍廢水是一種復(fù)雜的污水，可以從表1中看出其中包含的多種金屬離子。因此，為了避免滴定法中由其他金屬離子引起的的干擾，用電感耦合等離子體（ICP - OES光譜，CIROS

22、-CDD）對(duì)電鍍廢水的特性進(jìn)行描述并用以下實(shí)驗(yàn)確定Zn2+的濃度。氯離子是由 Mohr法確定的，其濃度被認(rèn)為是7214mg/L，而陰離子表面活性劑是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法[33]由EBAS方法確定的，其濃度是11.9mg/L。</p><p>　　表1 用EB和ES處理前后廢水中一些陽離子的濃度函數(shù)和去除百分比的特性描述</p><p>　　2.5.(I)摻料溶液和 (II)實(shí)時(shí)廢水的吸附研究&l

23、t;/p><p>　　2.5.1.摻料溶液接觸時(shí)間函數(shù)的吸附研究</p><p>　　對(duì)每一種材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以確定吸附平衡的時(shí)間。使用的時(shí)間間隔從10到60分鐘。把50.0mgEB或ES及50ml不斷攪拌(100 轉(zhuǎn))的已知濃度(200 mg/L)的Zn2+溶液放入250 mL的錐形瓶中。選取50.0 mg劑量的吸附劑，以保持懸浮液中吸附劑濃度為1g/L。實(shí)驗(yàn)在EB在PH為3.9，ES在PH為

24、5.3的條件下進(jìn)行。在每一個(gè)實(shí)驗(yàn)中的約0.1單位的微不足道的pH變化都被注意到了。懸浮液通過使用41號(hào)Whatman定量濾紙單一過濾分離，進(jìn)行儀器分析，Zn2+的濃度通過在pH值為10的條件下使用鉻黑T作為指示劑進(jìn)行直接滴定來確定。</p><p>　　2.5.2. 摻料溶液初始pH函數(shù)的吸附研究</p><p>　　實(shí)驗(yàn)使用不同種材料是為了確定pH值對(duì)Zn2+的吸附效果的影響。把50.0

25、mgEB或ES及50ml不斷攪拌(100 轉(zhuǎn))的已知濃度(200 mg/L)的Zn2+溶液放入250 mL的錐形瓶中。用滴定HCl或NaOH溶液（0.01-1.0 mol / L）的方法調(diào)整水溶液的pH值。研究中EB和ES的pH值范圍是2.5到6.5。對(duì)于兩種材料，所需反應(yīng)時(shí)間可從Zn2+吸附研究函數(shù)獲得，接觸時(shí)間是50分鐘。實(shí)驗(yàn)中，有顯著的約0.1-0.5單位的pH值變化，但它們可通過滴定 NaOH 或 HCl 溶液（0.01-0.1

26、 mol / L）來校正。懸浮液通過使用41號(hào)Whatman定量濾紙單一過濾分離，進(jìn)行儀器分析，滴定法測(cè)定金屬離子的濃度的在2.5.1節(jié)的已述。</p><p>　　2.5.3.摻料溶液初始濃度函數(shù)的吸附研究</p><p>　　將濃度作為實(shí)驗(yàn)變量，以確定每種材料的吸附等溫線。把50.0mgEB或ES及50ml不斷攪拌(100 轉(zhuǎn))的已知濃度為180-300mg/L的Zn2+溶液放入250

27、 mL的錐形瓶中。每個(gè)實(shí)驗(yàn)的吸附平衡時(shí)間為50分鐘，pH值范圍為6.2-6.3，兩者均可從2.5.1節(jié)和2.5.2節(jié)獲得。實(shí)驗(yàn)中，有顯著的約0.1-0.5單位的pH值變化，但它們可通過滴定 NaOH 或 HCl 溶液（0.01-0.1 mol / L）來校正。懸浮液通過使用41號(hào)Whatman定量濾紙單一過濾分離，進(jìn)行儀器分析，滴定法測(cè)定金屬離子的濃度的在2.5.1節(jié)的已述。</p><p>　　2.5.4.實(shí)時(shí)

28、廢水接觸時(shí)間函數(shù)的吸附研究</p><p>　　實(shí)驗(yàn)以確定每一種材料的吸附平衡時(shí)間。使用的時(shí)間間隔從10到60分鐘。把50.0mgEB或ES及50ml不斷攪拌(100 轉(zhuǎn))的廢水放入250 mL的錐形瓶中。選取50.0 mg劑量的吸附劑，以保持懸浮液中吸附劑濃度為1 g / L。在加入改性材料前，用濃硝酸溶液調(diào)節(jié)廢水的初始pH值（pH值為12），吸附實(shí)驗(yàn)在pH值為6.0的條件下進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)中不再改變pH值。懸浮液通

29、過使用41號(hào)Whatman定量濾紙單一過濾分離，進(jìn)行儀器分析，Zn2 +的濃度通過電感耦合等離子體（ICP - OES光譜，CIROS CDD）進(jìn)行確定。</p><p>　　2.5.5.實(shí)時(shí)廢水初始pH值函數(shù)的吸附研究</p><p>　　實(shí)驗(yàn)以確定每一種材料在不同PH下對(duì)鋅離子的吸附效果的影響。把50.0mgEB或ES及50ml不斷攪拌(100 轉(zhuǎn))的廢水放入250 mL的錐形瓶中。用

30、 NaOH 或 HCl 溶液（0.01-0.1 mol / L）來校正溶液PH。EB和ES研究中的pH值范圍是2.5到6.5。對(duì)于兩種材料，所需反應(yīng)時(shí)間可從Zn2+吸附研究函數(shù)獲得，接觸時(shí)間是50分鐘。實(shí)驗(yàn)中，有顯著的約0.1-0.5單位的pH值變化，但它們可通過滴定 NaOH 或 HCl 溶液（0.01-0.1 mol / L）來校正。實(shí)驗(yàn)中不再改變pH值。懸浮液通過使用41號(hào)Whatman定量濾紙單一過濾分離，進(jìn)行儀器分析，Zn2+

31、的濃度通過ICP - OES進(jìn)行確定。</p><p>　　2.5.6.實(shí)時(shí)廢水初始濃度函數(shù)的吸附研究</p><p>　　進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以確定每種材料的吸附平衡濃度。把0.4到1.2g/L的EB和ES及50ml不斷攪拌(100 轉(zhuǎn))的廢水放入250 mL的錐形瓶中。每個(gè)實(shí)驗(yàn)的吸附平衡時(shí)間為50分鐘，pH值為6.3，兩者均可從2.5.4節(jié)和2.5.5節(jié)獲得。實(shí)驗(yàn)中，有顯著的約0.1-0.5單位

32、的pH值變化，但它們可通過滴定 NaOH 或 HCl 溶液（0.01-0.1 mol / L）來校正。懸浮液通過使用41號(hào)Whatman定量濾紙單一過濾分離，進(jìn)行儀器分析，Zn2+的濃度通過ICP - OES進(jìn)行確定。</p><p><b>　　3.結(jié)果與討論</b></p><p>　　3.1.吸附劑的合成與表征</p><p>　　制備E

33、B和ES的合成途徑和Zn2+可能的去除機(jī)制見圖1。甘蔗渣或木材鋸末和在75℃的條件下，在無水二甲基甲酰胺中反應(yīng)24個(gè)小時(shí)，分別獲得EB和ES。木質(zhì)纖維素中的羥基和EDTAD酸酐官能團(tuán)之間的反應(yīng)能把羧酸和胺官能團(tuán)引入到通過酯鍵形成的材料中。按式（1）計(jì)算mpg值。這兩種材料獲得了40%的質(zhì)量增率。酯化材料的特性是通過紅外光譜法表征的。圖2顯示了EB和ES和未改性的初始原料（B：甘蔗渣，S：木鋸末）的紅外光譜。</p><

34、;p>　　如圖2所述，注意到與未改性的初始原料相比，EB和ES的紅外光譜的改變有 (1)ES在1742 cm?1處有一段強(qiáng)烈的增長頻段，EB在1741 cm?1處有一段強(qiáng)烈的增長頻段，對(duì)應(yīng)酯的C - O鍵的不對(duì)稱和對(duì)稱伸縮;（2） ES 在1633，1602和1406 cm?1處有一段強(qiáng)烈的增長頻段，EB在在1634，1596和1403 cm?1處有一段強(qiáng)烈的增長頻段，分別對(duì)應(yīng)由于羧酸離子的存在引起的不對(duì)稱和對(duì)稱伸縮;酯和羧酸的紅

35、外波段表明，EDTAD是通過酯鍵形成時(shí)伴隨的羧酸官能團(tuán)的釋放而被引入的。</p><p>　　材料B，EB，S，和ES通過元素分析，以分析其用EDTAD酯化前后的氮含量。表2列出了所取得的成果。和B和S相比，EB和ES顯示酯化后的氮含量較高的現(xiàn)象，這可以證明EDTAD的引入。通過元素分析獲得的氮含量被用于估算添加到改性后的B和S中的EDTAD的含量。因此，它可以用來確定改性材料中的EDTA基團(tuán)的濃度( CEDTA

36、(mmol/g))。結(jié)果見表2。EB和ES在氮含量和引入的EDTA濃度上表現(xiàn)出的值非常接近。</p><p>　　圖1 制備EB和ES的合成途徑和Zn2 +可能的去除機(jī)制</p><p>　　圖2 EB和ES和未改性的初始原料的紅外光譜</p><p>　　3.2.摻藥溶液間歇吸附研究</p><p>　　對(duì)EB和ES的吸附性能進(jìn)行研究，

37、以確定每種材料對(duì)水溶液中Zn2+的吸附能力。首先進(jìn)行了吸附接觸時(shí)間的函數(shù)研究。得到的結(jié)果如圖3。EB 和 ES這兩種材料達(dá)到吸附平衡的時(shí)間為50分鐘。兩種材料的吸附平衡時(shí)間為50分鐘是具有pH值和濃度依賴性的實(shí)驗(yàn)。</p><p>　　圖3 EB和SB作為時(shí)間的函數(shù)對(duì)Zn2+吸附</p><p>　　圖4 pH值函數(shù)對(duì)Zn2+ EB和ES吸附影響</p><

38、;p>　　通過吸附去除水溶液中的金屬離子，是依賴于溶液的pH值的，因?yàn)樗鼤?huì)影響吸附劑的表面電荷，官能團(tuán)的的電離程度和金屬離子的形態(tài)。EB和ES對(duì)Zn2+ 的PH吸附函數(shù)，見圖4。當(dāng)pH值增大并達(dá)到最大值過程中，對(duì)Zn2+ 的吸附增大，此時(shí)， EB 和ES反應(yīng)時(shí)的PH分別約為7.0和6.5?？梢钥闯?，即使在pH值很低的條件下，吸附反應(yīng)也能發(fā)生。這可能是由于亞氨基二乙酸基團(tuán)能形成穩(wěn)定的復(fù)合物的能力。螯合過程中，鋅離

39、子與帶負(fù)電荷的氧電子對(duì)形成一個(gè)配位鍵，亞氨基二乙酸中通過羥基短鏈連接無共享電子對(duì)的氮原子。由于這個(gè)短鏈，誘導(dǎo)效應(yīng)必須有利于減少兩個(gè)羧基的pKa值，使之在PH值很低的條件下，可能螯合金屬離子。在EDTA乙烯橋取代基的影響下，醋酸官能團(tuán)間的空間位阻和靜電斥力已被Hancock 和 Martell[34]廣泛討論。誘導(dǎo)效應(yīng)和空間位阻似乎對(duì)絡(luò)合物的穩(wěn)定有很大的影響。在我們以前的工作中[17]觀察到了類似的把溶液中的 Cu2+,Cd2+和Pb2吸

40、附到EB材料上的結(jié)果。在酸性條件下，文獻(xiàn)[30]中的絕大多數(shù)測(cè)試結(jié)果表明，吸附作用與材料是相關(guān)的。</p><p>　　pH值大于7.0時(shí)，鋅離子有以吸附劑表面氫氧化物的形式沉淀的可能。這可能是 EB材料的PH吸附曲線（圖4）上最后一點(diǎn)吸附量增大的吸附機(jī)理。</p><p>　　圖5 EB和ES對(duì)Zn2+的吸附等溫線 </p><p>　　pH值范圍為6.2到6

41、.3 ，接觸時(shí)間為50分鐘的演示實(shí)驗(yàn)被用來研究金屬離子初始濃度函數(shù)和建立吸附等溫線。EB和ES的吸附等溫線如圖5所示。發(fā)現(xiàn)廣泛使用的Langmuir等溫模型[35]能在許多實(shí)際的吸附過程成功應(yīng)用，它可以表示為：</p><p>　　……………………………………………………………………(2)</p><p>　　可以重新整理獲得線性形式，qe(mg/g)是平衡吸附量;Qmax(mg/g)是在

42、高平衡濃度金屬離子Ce (mg/L)的表面形成一個(gè)完整的單覆蓋層材料所需金屬離子的的單位質(zhì)量的最大值；b(L/mg)是親和力在結(jié)合位點(diǎn)的Langmuir常數(shù)。Qmax表示表面被金屬離子完全覆蓋時(shí)與吸附性能相比的實(shí)際受限吸附能力，b表示金屬離子和材料[36]之間的吸附反應(yīng)鍵能。Ce/qe與Ce的線性關(guān)系由圖5所示的。Qmax 和b從不同直線斜率和截取值計(jì)算得出。表3給出了計(jì)算結(jié)果。高相關(guān)系數(shù)（見表3）表明，Langmuir模型可以很好地解

43、釋改性材料對(duì)Zn2+的吸附作用。Langmuir等溫參數(shù)Qmax表明材料的最大吸附能力，即對(duì)高濃度金屬離子的吸附作用。從表3可以看出，EB顯示出比ES更好的對(duì)Zn2+的吸附能力，雖然EB和ES展示的氮含量和引入的EDTA的濃度值非常接近。盡管如此，參數(shù)b表明對(duì)兩種材料而言，金屬離子與吸附劑絡(luò)合所需的鍵能是相似的。根據(jù)式3，這個(gè)參數(shù)可以用來計(jì)算吉布斯自由能( △G?)。</p><p>　　………………………………

44、………………………………………(3)</p><p>　　其中R為氣體常數(shù)（8.3144 J / kmol），T為絕對(duì)溫度（K）。對(duì)于EB，△G?被發(fā)現(xiàn)是19.68 kJ / mol；對(duì)于ES，△G?被發(fā)現(xiàn)是-19.92 kJ / mol。獲得的兩種材料的G?的負(fù)值表明，Zn2+吸附到EB和ES上的過程是自發(fā)的，且金屬離子和材料之間存在親和力。EDTA的pKa值等于0，1.5，2.0，2.69，6.13和10.3

45、7[17]。為了釋放羧酸和胺官能團(tuán)，在進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)前，要先用鈉飽和的碳酸氫鈉溶液處理這些材料。然而，當(dāng)pH值范圍為6.2到6.3時(shí)，大部分官能團(tuán)可能離子化。我們觀察到，當(dāng)Zn2+的初始濃度增大，平衡pH值下降。此時(shí)pH值的下降與離子交換機(jī)制的原理有關(guān)，因?yàn)橥ㄟ^羧酸和胺官能團(tuán)相互作用而吸附到EB和ES上的Zn2+越多，被釋放到溶液中的氫離子越多，從而降低pH值。因此，離子交換機(jī)制是摻料溶液中最有可能的離子吸附機(jī)制。在相同PH值范圍內(nèi)，EB

46、對(duì)Zn2+的吸附結(jié)果與我們報(bào)道的 Karnitz Júnior等人[17]之前對(duì)Cu2+吸附進(jìn)行研究工作的結(jié)果進(jìn)行比較。在pH為5.3時(shí)，EB對(duì)Cu2+的最大吸附值被發(fā)現(xiàn)是1.050 mmol/g。這一</p><p>　　表3 摻料溶液和電鍍廢水中Zn2 +吸附到EB和ES上的Langmuir參數(shù)，EDTA的濃度和添加的單位EDTA對(duì)金屬離子的吸附量</p><p>　　3.

47、3.電鍍廢水的批次吸附研究</p><p>　　完成了對(duì)真正電鍍廢水和每種材料的吸附研究。該批次研究演示評(píng)估了Zn2+去除效率的時(shí)間，pH值，吸附劑濃度（圖6）函數(shù)。50分鐘后，達(dá)到EB 和 ES兩種材料的吸附平衡時(shí)間。當(dāng)pH值范圍在6和7之間時(shí)，有去除效率大于80％。摻料溶液的吸附結(jié)果表明，即使在??pH值很低的條件下， Zn2+的吸附仍能發(fā)生。當(dāng)pH值為2時(shí)，去除效率在20％左右。這是用來處理另一種其他含Zn

48、2+酸性廢水的相關(guān)結(jié)果，因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)文獻(xiàn)中 [30] ，大部分供測(cè)試用的含Zn2 +電鍍廢水的初始pH值等于12。對(duì)于吸附劑濃度為1.2克/ L的廢水（CAD），EB和ES有可能獲得92％和89％的吸附效率。這些結(jié)果表明，即使在其他金屬離子存在的情況下，這些材料對(duì)Zn2+仍有非常好的去除效果。</p><p>　　圖6 在真實(shí)電鍍廢水中，EB和ES對(duì)Zn2 +吸附的時(shí)間函數(shù)(a),pH函數(shù)(b)和吸附劑濃度函數(shù)

49、(c)</p><p>　　圖7 電鍍廢水中Zn2 +的吸附Langmuir等溫模型</p><p>　　在pH值范圍在6.3到6.5，反應(yīng)時(shí)間為50分鐘的條件下，進(jìn)行了初始濃度函數(shù)的吸附研究。用Langmuir模型和表3中所示的Langmuir參數(shù)對(duì)吸附等溫線進(jìn)行研究。Langmuir模型得到的相關(guān)系數(shù)（表3）表明，該模型可以很好地解釋在實(shí)際廢水中改性材料對(duì)Zn2+的吸附機(jī)理。從表3可

50、以看出，ES和EB兩種材料對(duì)Zn2+的吸附能力基本相等。這些材料在電鍍廢水中和Zn2+的摻藥溶液（見表3）中對(duì)Zn2+的吸附量的差異很可能是由于溶液的組成不同。在電鍍廢水存在離子相互作用的影響。這有可能是因?yàn)檫@種作用以相同幅度影響材料的吸附能力，使鋅的可用的吸附位點(diǎn)基本相同。可以注意到，在表3中顯示的在實(shí)際廢水中對(duì)Zn2+的最大吸附值Qmax約是摻藥溶液獲得的對(duì)Zn2+吸附值的一半。這些結(jié)果證實(shí)，電鍍廢水中的其他金屬會(huì)競(jìng)爭(zhēng)改性材料EB和

51、ES的結(jié)合點(diǎn)，從而減少其對(duì)Zn2+吸附。EB的參數(shù)值b更高，這意味著，鋅離子和EB具有比ES更高的親和力?？捎?jì)算出吉布斯自由能 (△G?)，EB的吉布斯自由能是-25.82 kJ / mol，ES的是?25.71 kJ/mol。廢水中Zn2 +的吸附過程是自發(fā)的，且Zn2+離</p><p>　　在能獲得的最佳條件下，即pH值范圍為6到7，反應(yīng)時(shí)間為50分鐘，廢水中材料濃度為1.2 g/L，研究廢水中其他陽離子對(duì)

52、Zn2+吸附的影響。用吸附劑材料處理前后的等離子濃度見表1。</p><p>　　根據(jù)所取得的成果，我們注意到了其他金屬離子對(duì)Zn2+吸附的干擾。盡管這種競(jìng)爭(zhēng)對(duì)Zn2+吸附的影響是微不足道的。盡管廢水中鈣的濃度(82.00 mg/L) 超過了鋅的濃度 (43.24 mg/L)。從表1可以看出，對(duì)于兩種改性材料，Zn2+去除率高于90％，而鈣離子的去除率只有約30-45％。其他陽離子也會(huì)干擾Zn2+的吸附，但在廢水

53、中，它們的濃度和去除率都比Zn2+低。因此，在實(shí)驗(yàn)條件下處理電鍍廢水時(shí)，吸附材料表現(xiàn)出對(duì)Zn2+的優(yōu)先吸附性能。這與Pereira等人 [7] 之前報(bào)道的用MB2和MS2作為吸附劑的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。有些陰離子，如Cl-，SO42-和CN-， 對(duì)金屬離子有親和力，能形成不溶性或可溶性絡(luò)合物[37]。氯離子能和Zn2+形成穩(wěn)定的復(fù)合物，通過吸附劑抑制Zn2+和/或Zn（OH）+的吸附。存在的陰離子表面活性劑也可通過結(jié)合影響鋅離子的吸附。電鍍廢

54、水中氯離子和表面活性劑的濃度分別為214.0和11.9 mg/L。</p><p>　　在這些實(shí)驗(yàn)條件下，鋅離子可能因離子交換和表面吸附機(jī)制而被吸附。根據(jù)電鍍廢水批次吸附研究所得的成果來看，離子交換是普遍的吸附機(jī)制。對(duì)Zn2+的穩(wěn)定常數(shù)（log K）是指必須有足夠的氯離子或陰離子表面活性劑來形成穩(wěn)定的復(fù)合物，從而改變吸附材料對(duì)Zn2+的吸附行為。介質(zhì)的離子強(qiáng)度也是影響金屬離子能力的因素之一，并有可能導(dǎo)致電鍍廢水中

55、對(duì)Zn2+吸附的低Qmax值，盡管修改后的吸收劑（EB和ES）仍然對(duì)Zn2+有選擇性。</p><p><b>　　4.結(jié)論</b></p><p>　　用EDTA二酐處理的木質(zhì)纖維素材料甘蔗渣（B）和木材鋸末（S）的化學(xué)改性通過紅外光譜法，元素分析法，質(zhì)量增率法確定。在摻藥溶液和電鍍生產(chǎn)線得到的實(shí)際含鋅廢水中成功地進(jìn)行了可得吸附劑EB和ES對(duì)Zn2+的吸附研究。&l

56、t;/p><p>　　接觸時(shí)間的吸附研究函數(shù)的結(jié)果顯示，所有研究材料的吸附平衡時(shí)間都在50分鐘內(nèi)。吸附數(shù)據(jù)表明，pH值的增加會(huì)提高所有系統(tǒng)內(nèi)Zn2 +的吸附效果。并且，Langmuir模型很好地解釋了所有的材料對(duì)Zn2+的吸附。計(jì)算得到，在單一金屬離子溶液中，ES對(duì)Zn2+的吸附能力是 80 mg/g，EB對(duì)Zn2+的吸附能力是105 mg/g 。而在工業(yè)廢水中，這些值分別為47 mg/g和45 mg/g 。這些結(jié)果

57、表明，存在在工業(yè)廢水中的其它離子會(huì)與Zn2+競(jìng)爭(zhēng)吸附結(jié)合位點(diǎn)。</p><p>　　對(duì)電鍍廢水中Zn2+進(jìn)行的吸附研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)吸附系統(tǒng)中存在會(huì)與Zn2+競(jìng)爭(zhēng)的其他陽離子和有干擾作用的其他離子時(shí)，對(duì)Zn2+的吸附能力下降。在這項(xiàng)研究中，我們注意到了這種影響。主要是由于廢水中存在Ca2+和Cl-，因此，盡管有可能獲得90％左右的去除率，Zn2+在廢水中的吸附仍比在單一金屬離子溶液中低?？梢?，吸附材料對(duì)Zn2+離子具有

58、選擇性。</p><p><b>　　鳴謝</b></p><p>　　作者衷心感謝歐陸普雷圖聯(lián)邦大學(xué)（UFOP）的Fundac，米納斯吉拉斯州的研究支持(FAPEMIG)和高等教育人才的協(xié)調(diào)完善(CAPES)，以及國家發(fā)展科學(xué)和技術(shù)委員會(huì)(CNPq)為本研究提供資金。同時(shí)，也衷心感謝MS Fernanda Nicolle Pinheiro Nicolai為手稿進(jìn)行英