响应面法优化腐殖酸去除水中重金属铬的吸附条件及热力学-环境化学.PDF

第３２卷　 第１２期 环　 境　 化　 学 Ｖｏｌ． ３２，Ｎｏ． １２ ２０１３年　 　 １２月 ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬ ＣＨＥＭＩＳＴＲＹ Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ２０１３ ＤＯＩ：１０．７５２４／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５４⁃６１０８．２０１３．１２．００９ 响应面法优化腐殖酸去除水中重金属铬的 吸附条件及热力学研究∗ １∗∗ ２ 王亚军 　 王进喜 （１． 兰州理工大学土木工程学院，兰州，７３００５０；　 ２． 兰州文理学院化工学院，兰州，７３００００） 摘　 要　 采用Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ响应面优化实验设计对腐殖酸吸附去除水中重金属六价铬的影响因素（如温度、 ｐＨ、铬酸钾初始浓度、吸附剂用量）进行研究，建立了去除率与上述因素之间的二次多项式模型，得到腐殖酸 －１ 去除六价铬的最佳条件为：温度５１ ℃、ｐＨ ＝２．３４、铬酸钾初始浓度１４．３０ ｍｇ·Ｌ 和吸附剂用量０．５８ ｇ，此条 件下六价铬的最大去除率可达到７３．１７％（预测值为７３．２６％）．用Ｌａｎｇｍｕｉｒ、Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ和Ｒｅｄｌｉｃｈ⁃Ｐｅｔｅｒｓｏｎ方程 －１ 对吸附等温线进行拟合，Ｌａｎｇｍｕｉｒ方程拟合结果最好，其最大吸附量为６０．２４１ｍｇ·ｇ ．计算得到了腐殖酸吸附 －１ －１ －１ 水中六价铬的热力学状态函数ΔＨ、ΔＧ及ΔＳ分别为１４．１８ ｋＪ·ｍｏｌ 、－３．６０９ ｋＪ·ｍｏｌ 和０．０５３ ｋＪ·（ｍｏｌ·ｋ） ， 对六价铬在腐殖酸上的吸附机理进行了探讨． 关键词　 腐殖酸，吸附，六价铬，响应曲面法，热力学． ６＋ 地表水及地下水受重金属的污染已成为严重的环境问题，其中六价铬（Ｃｒ ）具有毒性大、可使人 ２－ － ２－ 体致癌致畸，并在水体中广泛分布．在碱性到弱酸条件下，颗粒物质对 ＣｒＯ 、ＨＣｒＯ 和Ｃｒ Ｏ 等没有 ４ ４ ２ ７ ３＋ 强的吸附能力，所以他们在环境中有很强的移动性；相反，三价铬（Ｃｒ ）在碱性到弱酸条件下很容易以 ６＋ ３＋ ６＋ Ｃｒ（ＯＨ） 或以Ｆｅ Ｃｒ （ＯＨ） 沉淀．将Ｃｒ 还原成Ｃｒ 再处理，是修复受Ｃｒ 污染水体的重要方法和途 ３ Ｘ １－Ｘ ３ ６＋ ３＋ ［１］ ［２］ ［３］ ２＋ ［４］ ［５］ 径．为了将Ｃｒ 还原成Ｃｒ ，需要强的还原剂，如Ｈ Ｓ 、ＳＯ 、Ｈ Ｏ 、Ｆｅ 和甘油丙三醇 等．然