橘子皮生物吸附劑化學(xué)改性合成及其對(duì)重金屬離子吸附研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展,重金屬污染日趨嚴(yán)重。如何消除重金屬的危害并有效地回收重金屬是當(dāng)今環(huán)境保護(hù)工作面臨的突出問題。生物吸附作為一種新興的重金屬去除回收技術(shù),具有原料來源廣泛、吸附效率高、環(huán)境友好、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn),具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本論文以我國常見農(nóng)林廢棄物橘子皮(OP)為原料,利用其中有效成分,如纖維素、果膠等,分別利用巰基乙酸和二硫化碳,通過化學(xué)改性,制備了兩種重金屬離子生物吸附劑:巰基乙酸改性橘子皮(MOP

2、)和黃原酸化橘子皮(XOP),并將它們用于水溶液中Cu2+、Cda+、pb2+、Zn2+和Ni2+的吸附。采用化學(xué)耗氧量、Zeta電位、掃描電鏡和紅外光譜對(duì)改性前后的橘子皮進(jìn)行了表征;通過靜態(tài)實(shí)驗(yàn)方法考察了溶液平衡pH值、溫度、時(shí)間、金屬離子濃度對(duì)吸附過程的影響;分析了各個(gè)元素的吸附動(dòng)力學(xué)、吸附熱力學(xué)及吸附等溫線;通過動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)探索了低pH下鉛鋅溶液的分離;考察了生物吸附劑的循環(huán)使用性能及對(duì)實(shí)際廢水的處理效果;并對(duì)吸附機(jī)理進(jìn)行了探討。

3、
　　 對(duì)改性前后的橘子皮吸附劑的表征結(jié)果說明,橘子皮經(jīng)改性后,化學(xué)耗氧量顯著降低,表面負(fù)電荷數(shù)目提高,形貌上更疏松多孔,結(jié)構(gòu)上有效官能團(tuán)增加,這些都使得改性橘子皮生物吸附劑對(duì)金屬離子的吸附能力增強(qiáng)。
　　 溶液pH值是影響生物吸附劑對(duì)Cua+、Cd2+、pb2+、Zn2+和Ni2+吸附的重要因素,最佳吸附pH值為5.0～5.5。在30～60℃溫度范圍內(nèi),隨溫度升高,MOP和XOP對(duì)五種金屬離子的吸附率降低,表明改性橘子

4、皮對(duì)重金屬離子的吸附是一個(gè)放熱過程。吸附了金屬離子的橘子皮生物吸附劑可以用0.1 mol/LHCl溶液解吸再生,經(jīng)過10次循環(huán)使用吸附能力降低很小。動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明可以通過固定床實(shí)現(xiàn)水溶液中Pb2+與Zn2+的分離或從大量Zn2+溶液中富集pb2+。
　　 吸附動(dòng)力學(xué)的研究結(jié)果表明,MOP和XOP對(duì)Cu2+、Cd2+、Pb2+、Zn2+和Ni2+的吸附速度都很快,在20 min內(nèi)基本達(dá)到吸附平衡,吸附動(dòng)力學(xué)均符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)

5、方程。
　　 吸附等溫線研究結(jié)果表明,MOP對(duì)Cu2+、pb2+、Zn2+和Ni2+的吸附均符合Langmuir和Freudlich模型,對(duì)Cd2+的吸附則采用Langmuir模型擬合更佳。MOP對(duì)Cu2+、Cd2+、pb2+、Zn2+和Ni2+的最大吸附量分別為70.67、136.05、162.87、64.14和33.94mg/g,高于原始橘子皮OP的吸附量。XOP對(duì)Cu2+、Cd2+、pb2+、Zn2+和Ni2+的吸附均僅符