用于重金属离子吸附的生物吸附剂的初步研究

【摘要】： 本文通过柠檬酸化学改性大豆秸秆制备出一种对重金属离子有着较好吸附性能的生物吸附剂。研究了该生物吸附剂对Cu(II)的吸附性能,并深入分析了吸附作用时间、Cu(II)溶液pH、Cu(II)初始浓度对吸附的影响,并通过数据拟合得出了该生物吸附剂的吸附等温线。此外,通过对该生物吸附剂表面形貌和化学结构特征的观测,提出了可能的吸附机理。 柠檬酸酐与大豆秆纤维发生脂化反应,为大豆秆结构上提供了羧基功能团,该功能团对吸附起着重要作用。通过扫面电镜和氮吸附测试,发现改性过程保留了原材料的植物多孔结构。通过红外吸收光谱,得知改性过程为大豆秆成功的添加了羧基功能团。 通过ICP测试得出相关吸附数据,研究了该生物吸附剂对Cu(II)的吸附性能。该生物吸附剂吸附容量随着pH的增大而增加,当pH值由5增至6时,吸附容量选速增大,并在pH=6时达到最大吸附容量。另外,吸附容量随Cu(II)初始浓度的增加而增大,而Cu(II)的去除率却随Cu(II)初始浓度的增加而减小。该生物吸附剂在起始的10分钟内吸附速度很快,之后渐渐变缓,对于化学处理后的大豆秆吸附剂,到达吸附平衡只需1小时,而未化学处理的吸附剂需4小时才能达到吸附平衡。 Freundlich吸附等温线方程很好地拟合了该生物吸附剂对Cu(II)的吸附数据,相关系数都在0.90以上。分析表明碱洗柠檬酸改性大豆秆吸附剂(CA-BWSS)相比其他大豆秆吸附剂具有最好的吸附性能。使用Langmuir模型得出CA-BWSS的吸附能力为0.77 mmol g~(-1)或48.81 mg g~(-1)。 通过对比不同处理方法后的大豆秆吸附剂的对Cu(II)的吸附性能,柠檬酸改性后的吸附剂具有很明显的优势。实验表明柠檬酸改性大豆秆吸附剂是一种具有可比性的植物纤维性生物吸附剂。