龍須眼子菜的改性及其吸附重金屬的特性研究.pdf

1、生物吸附技術(shù)是一種很有潛力的重金屬?gòu)U水處理技術(shù)。本研究以開(kāi)發(fā)高效、經(jīng)濟(jì)的重金屬生物吸附劑為主要目標(biāo)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、采樣分析及與其它吸附材料的對(duì)比，最終確定以水生植物龍須眼子菜為生物吸附劑的原料。采用批式試驗(yàn)法考察了龍須眼子菜直接吸附水溶液中Cu2+的性能；用有機(jī)、無(wú)機(jī)兩種改性方法對(duì)龍須眼子菜進(jìn)行改性，選擇了無(wú)機(jī)改性方法，研究了改性過(guò)程中重要因素的影響，并通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)得到了最佳改性條件；結(jié)合紅外光譜、能譜分析、等離子發(fā)射光譜與掃描電鏡等手

2、段分析了改性與吸附機(jī)理；用靜態(tài)試驗(yàn)法研究了改性龍須眼子菜對(duì)Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+四種重金屬離子的吸附特性；此外，進(jìn)行了吸附劑的解吸與再生研究，探討了該生物吸附劑再生循環(huán)利用的可行性。結(jié)果表明： （1）龍須眼子菜對(duì)溶液中Cu2+有很好的吸附潛力，但直接用龍須眼子菜作吸附劑還存在吸附平衡時(shí)間長(zhǎng)，吸附后溶液中有機(jī)物含量高，吸附量較低等一系列問(wèn)題。 （2）經(jīng)甲醇改性后的龍須眼子菜，對(duì)Cu2+的吸附性能有了很大程度

3、的提高，吸附動(dòng)力學(xué)過(guò)程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，等溫吸附線符合Langmuir模型。甲醇改性龍須眼子菜吸附Cu2+主要依靠醇、酚類(lèi)中的O-H基團(tuán)，酰胺類(lèi)中的C=O、N-H與C-N基團(tuán)，砜類(lèi)中的S=O基團(tuán)與Cu2+的配位作用。 （3）用氯化鈉對(duì)龍須眼子菜進(jìn)行改性，效果優(yōu)于甲醇。氯化鈉改性龍須眼子菜的優(yōu)化參數(shù)為：NaCl溶液濃度為0.75 mol/L，改性時(shí)間為8h，改性料液比為1：75。用氯化鈉改性使龍須眼子菜對(duì)Cu2+吸附率顯著提高

4、的原因在于：細(xì)胞壁上的吸附位點(diǎn)充分暴露并負(fù)載大量的Na+，離子交換能力得以大大提高。 （4）氯化鈉改性后的龍須眼子菜對(duì)各重金屬離子的吸附過(guò)程在30 min內(nèi)均能達(dá)到平衡，當(dāng)溶液初始pH值在3～6范圍內(nèi)時(shí)，吸附效果最佳；對(duì)Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+四種重金屬離子的最大吸附量分別為36.20 mg/g、124.24 mg/g、39.42 mg/g、62.76 mg/g。四種重金屬離子在氯化鈉改性龍須眼子菜上的競(jìng)爭(zhēng)吸附能力

5、順序?yàn)镻b2+>Cu2+> Cd2+> Zn2+。初始濃度分別為202.1±3.99mg/L、408.6±4.75mg/L、203.0±5.50 mg/L、203.0±5.50 mg/L的Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+四種重金屬模擬廢水，經(jīng)三級(jí)吸附處理后，各重金屬離子殘余濃度均達(dá)到國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）。 （5）選擇0.06 mol/L的鹽酸作為解吸劑，以濃度為0.05～0.5 mol/L的N