海帶對(duì)鎘離子的生物吸附研究.pdf

1、隨著近幾十年工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展，廢水的排放量日益增加，從而導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。傳統(tǒng)的重金屬?gòu)U水處理技術(shù)包括稀釋換水法、化學(xué)沉淀法、電解法、離子交換法等，這些方法在遇到含重金屬?gòu)U水的處理量大且重金屬濃度低的情況時(shí)，就會(huì)暴露成本高、效果差的缺點(diǎn)。我們需要一種高效、廉價(jià)的重金屬離子處理方法。生物吸附法提供了一種技術(shù)可行、環(huán)境友好的方法。 本實(shí)驗(yàn)采用海帶(Laminaria japonica)作為一種生物吸附劑來(lái)研究其對(duì)重金屬Cd2

2、+的吸附作用。通過(guò)對(duì)海帶的預(yù)處理，研究pH值、海帶投入量、初始重金屬離子濃度、溫度和反應(yīng)接觸時(shí)間等影響因子對(duì)吸附效率的影響，同時(shí)采用批量平衡法研究了海帶對(duì)鎘的吸附動(dòng)力學(xué)與熱力學(xué)，并采用Lagrange假一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程、假二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程、Langmuir等溫線方程、Freundlich等溫線方程以及Dubimim-Radushkevich等溫線方程對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了擬合。 通過(guò)對(duì)生物吸附影響因子的實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)：(1)溶液的pH等于5

3、時(shí)，海帶對(duì)重金屬鎘離子的吸附效率達(dá)到最大值；(2)海帶投入量為20g/L時(shí)，吸附率達(dá)到了最大值，此時(shí)吸附接近于完全，再增加海帶投入量，吸附率基本不再發(fā)生變化，因此我們選擇海帶的最佳投入量為20g/L；(3)海帶濃度一定的情況下，隨著重金屬鎘離子濃度的增加，吸附效率有降低的趨勢(shì)，海帶作為生物吸附劑適合于處理低濃度含重金屬離子的廢水；(4)在45℃以下的條件下，海帶對(duì)重金屬鎘離子的吸附效果沒(méi)有顯著的變化，隨著溫度的升高，吸附效率也逐步降低。

4、 通過(guò)對(duì)生物吸附動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)的研究，我們發(fā)現(xiàn)：海帶對(duì)鎘的吸附動(dòng)力學(xué)符合Lagrange假二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程；海帶對(duì)鎘的吸附熱力學(xué)符合Langmuir等溫線方程和Dubimim-Radushkevich等溫線方程，表明吸附主要發(fā)生在海帶表面的活性區(qū)位，屬于單分子層吸附；其吸附平均活化自由能E為11.4KJ/mol，表明該吸附過(guò)程為化學(xué)吸附；在4種溫度下△G°和△H°均為負(fù)值，表明海帶對(duì)鎘的吸附為放熱反應(yīng)，能自發(fā)進(jìn)行。 海帶生