腐植酸对重金属离子吸附性能的研究.docVIP

PAGE PAGE 1 腐植酸对重金属离子吸附性能的研究 　　摘要：本实验研究了pH值、吸附时间、吸附剂量、初始浓度等因素对腐植酸吸附Cu2+、Pb2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+吸附性能的影响，同时研究了腐植酸对单、多种金属离子的吸附性能。为腐植酸作为重金属废水治理提供技术工艺上的参考。 　　关键词：腐植酸；吸附；重金属离子 　　中图分类号：V252.3文献标识码：A文章编号： 　　前言 　　随着工业的迅猛发展，工业污染日益严重，重金属污染则是工业污染中最显著的问题。重金属具有毒性大、容易被生物富集和生物放大、不易被微生物降解等特性[1]。对水体中重金属的有效处理，是降低生物链中动植物体内重金属含量的的关键。目前人们采取的治理废水重金属离子的传统方法主要有化学法、物理化学法和生物法[2]。 　　其中吸附法可在更广泛的pH值范围内去除重金属，而活性炭价格高，吸附性能低，选择低价高吸附性能的重金属吸附剂成为治理重金属废水的研究方向之一。腐植酸（HumicAcid）结构中有较多的羰基、羧基、醇羟基、酚羟基和甲氧基等活性官能团，能与重金属发生强烈的吸附作用、络合作用、氧化还原作用，使废水中的重金属得以转化、迁移、降低其毒性[3]。本实验我们研究了腐植酸对不同重金属离子的最佳吸附条件和吸附性能，同时比较了腐植酸对单、多种离子的吸附性能。 　　二、实验部分 　　2.1实验仪器与试剂 　　实验仪器：pHS-3C实验用pH计、ZR4-6混凝试验搅拌机测试仪、电感耦合等离子体原子发射光谱仪（ICP-OES）、G2X-9070MBE数星鼓风干燥箱、FA2004N分析天平。 　　实验试剂：硝酸铜、硫酸镍、硫酸锌、重铬酸钾、硝酸铅、盐酸、和氢氧化钠,各试剂均为分析纯；腐植酸（工业纯）：广州俊爵化工有限公司提供。 　　2.2实验步骤 　　在1000ml烧杯中加入500ml去离子水，称适量金属盐溶于上述去离子水中，搅拌使其充分溶解，用2.0mol/L的盐酸溶液和氢氧化钠溶液调节pH，取20ml溶液检测吸附前溶液 　　中的金属离子浓度；称适量的腐植酸于上述溶液中，搅拌吸附2h，待溶液澄清后取上层清液20ml溶液检测吸附后溶液中的金属离子浓度，计算腐植酸的吸附性能。 　　三、实验结果与分析 　　3.1腐植酸对单种重金属离子的吸附性能 　　实验中重金属的初始浓度1000mg/L,腐植酸在不同pH值条件下对单种金属离子的吸附结果见表1。 　　表1不同pH值条件下腐植酸的饱和吸附量 　　从表1可以看出，随着pH的升高，腐植酸对四种金属离子的饱和吸附量逐渐增大。因为在低pH值条件下，存在较多的H+与金属离子产生竞争吸附。但两性金属在pH值偏高情况下，会产生再溶解，使吸附量反而降低，所以腐植酸不宜用于PH值过低和过高的重金属废水中。实验结果与其它研究者实验结果对比：（刘波涛）不同产地[4]的工业腐植酸颗粒作为吸附剂，考察其对Ni2+、Cu2+、Zn2+、Cd2+、Pb2+、Hg2+、Fe2+、Cr3+等8种金属离子的吸附效果，溶液中金属离子的浓度为0.001mol/L，吸附剂用量为0.4g/L；江西萍乡风化煤腐植酸[5]吸附效果最好，pH=5，其对Cu2+,Ni2+,Zn2+,Cr3+，Cd2+,Pb2+,Hg2+,Fe2+的饱和吸附量分别为71.17、43.22、45.06、89.41、91.31、265.77、304.43、84.8mg/g。 　　本实验结果相对与资料数据，由于本实验的初始离子浓度较资料实验的初始浓度高（1000mg/L），不能完全比较。为了更好模拟工程项目中初始金属离子浓度低（10-300mg/L），同时存在多种离子，pH值偏低（2.5-6.5），所以还需进一步做低浓度金属离子浓度的吸附量。 　　3.2腐植酸对多种金属离子的吸附性能 　　实验中各重金属的初始浓度为1000mg/L,腐植酸在不同pH值条件下对多种金属离子的吸附结果见表2。 　　表2不同pH条件下的四种金属离子饱和吸附量 　　从上表可以看出：在多种重金属离子混合溶液中，随着pH增高，腐植酸对Cu2+的吸附量下降，对Ni2+、Zn2+、Cr6+的吸附量则增加；同时可知，对多种金属离子同时吸附的吸附量较吸附单种离子的吸附量低，对多种离子的吸附之和又较吸附单种离子的吸附量大；在此多金属离子混合溶液中，腐植酸对Cr6+的选择吸附能力最强。 　　由于金属离子本身性质的差异性，用一种腐植酸对不同金属离子的吸附也存在很大差别[6]。Baruach[3]等人利用电势滴定法研究腐植酸与金属离子形成络合物的能力，认为腐植酸对电负性大的金属离子有更大的吸附能力。此实验说明，腐植酸不仅在单一组分溶液中对金属离子有很好的吸附性能，在多组分溶液中对金属离子还存在一定的选择吸附。而且对选择吸附的金属离