化学改性橘子皮对Cu2+吸附性能的研究.pdfVIP

化学改性橘子皮对Cu2+吸附性能的研究1 1，* 1 1，2 1 郭学益 ，梁莎 ，冯宁川 ，田庆华 1 中南大学冶金科学与工程学院，湖南长沙（410083 ） 2 宁夏医学院基础学院，宁夏银川（750004 ） E-mail: xyguo@ 摘 要：以废弃橘子皮为原料，经醇浸-皂化-酸浸的化学改性手段制备了化学改性橘子皮生 物吸附剂。并研究了其对Cu2+ 的吸附性能。考察了溶液pH值、吸附时间、Cu2+初始浓度及温 度对吸附性能的影响，研究了吸附动力学及热力学。结果表明，吸附过程可以很好地用准二 级动力学方程描述。吸附等温线用Langmuir方程拟合效果优于Freundlich方程，最大吸附容 量为70.671mg·g-1 。随着温度升高，Cu2+吸附率降低，吸附过程为放热过程。循环吸附实验 表明经改性的橘子皮可重复使用5次以上。 关键词：橘子皮生物吸附剂；化学改性；Cu2+ ；生物吸附 中图分类号：X703.1 文献标识码：A 随着现代工业的迅速发展，重金属污染日趋严重。重金属离子主要是通过含有大量有价 金属的工业废水(主要来源于冶炼、电解、电镀等等) ，城市生活废水以及各种采矿废水向自 然环境中释放，并进一步通过生物链的富集对动植物造成日益严重的影响[1-3] 。传统的处理 重金属废水的方法主要有化学沉淀、离子交换、电化学处理、反渗透、膜技术、蒸馏、电渗 析等，这些处理方法在一定程度上取得了良好的效果，但普遍存在二次污染，特别是当水中 -1 ）时，不仅去除率较低，而且运行费用较高。生物吸附作 的重金属浓度较低（＜100mg·L 为一种新兴的重金属去除回收技术，愈来愈受到人们的关注。它利用廉价的生物材料对重金 [4] 属进行吸附，尤其适宜低浓度重金属废水的处理 ，并且具有吸附量高, 吸附速度快等优点。 橘子皮是生物吸附剂的一种，它的主要成分是纤维素、果胶、木质素等。由于这些成分 表面含有大量活性官能团，如羧基、羟基等，可以跟重金属离子通过离子交换、螯合等方式 结合，从而可用于水溶液中重金属离子的净化。但天然橘子皮的吸附能力并不很强，必须通 过化学改性使其具有更强或更多的亲水基团，才能成为性能良好的吸附材料[5-9] 。本文以橘 子皮为基体，经过醇浸—皂化—酸浸制备了改性橘子皮生物吸附剂，研究了Cu2+在该吸附剂 上的吸附性能，考察了各种因素对吸附过程的影响，分析了生物吸附动力学及等温方程。 1. 材料与方法 1.1 仪器与试剂 仪器：3510原子吸收分光光度计(安捷伦公司) ， PHS-3C酸度计(上海雷磁), SHA-C水浴 恒温振荡器（江苏荣华），DZF-300 真空干燥箱(郑州长城科工贸有限公司) ，日本电子 JSM-6360LV扫描电镜。 试剂：CuSO ⋅5H O、HCl 、NaOH ，乙醇、巯基乙酸等均为分析纯。 4 2 1.2 改性橘子皮生物吸附剂的制备 橘子皮（OP ）经自来水和蒸馏水洗净后于70℃烘箱中烘干12小时，粉碎，过100 目筛。 取OP用无水乙醇及1%NaOH浸泡搅拌24h ，用蒸馏水洗至pH近中性，离心过滤，将所得固体 再用1%巯基乙酸浸泡搅拌24h ，用蒸馏水洗至中性，离心过滤，在70℃干燥箱中干燥24h 。 1本课题得到国家自然科学基金资助项目 的资助。 - 1 - 所得吸附剂简写为SOP。 1.3 实验方法 1.3.1 静态吸附实验 在 100mL 具塞锥形瓶中加入改性橘子皮生物吸附剂0.05g 及Cu2+ 溶液 10mL ，用 0.1mol⋅L-1HCl和0.1mol⋅L-1NaOH调节溶液pH ，密封瓶口以防实验过程中体