活性炭明膠復合(he)材料吸附鉛離子

　　活(huo)(huo)性炭明(ming)膠復合材料吸(xi)附(fu)鉛(qian)離(li)子、農化工、采礦、金(jin)屬加工等工業在環(huan)境(jing)中釋放過量鉛(qian)離(li)子，對(dui)人(ren)類和動物有(you)害。因此(ci)，在將(jiang)含鉛(qian)廢水排放到環(huan)境(jing)中之前(qian)，有(you)必要對(dui)其進行處理。由于(yu)活(huo)(huo)性炭具(ju)有(you)多孔結構、非常高(gao)的(de)(de)表面(mian)積、高(gao)容量和高(gao)吸(xi)附(fu)率，因此(ci)活(huo)(huo)性炭對(dui)重(zhong)金(jin)屬離(li)子的(de)(de)吸(xi)附(fu)性能得到了廣泛的(de)(de)應用(yong)。

　　本期(qi)介紹了從(cong)水(shui)溶液和實際廢水(shui)樣品中吸附污(wu)染物(wu)(wu)的(de)活性(xing)炭和明(ming)膠(jiao)(jiao)的(de)組合。明(ming)膠(jiao)(jiao)是一種來自各種動物(wu)(wu)副產品的(de)可生物(wu)(wu)降解聚合物(wu)(wu)膠(jiao)(jiao)原蛋(dan)白。*近(jin)，活性(xing)炭明(ming)膠(jiao)(jiao)復合材(cai)料是由動物(wu)(wu)組織(zhi)的(de)蛋(dan)白質(zhi)和粉末活性(xing)炭制成的(de)，鉛離子的(de)吸附是通(tong)過增加活性(xing)炭的(de)量和比例來研究的(de)。批量平(ping)衡和動力(li)學量平(ping)衡和動力(li)學實驗(yan)。此外(wai)，還研究了活性(xing)炭明(ming)膠(jiao)(jiao)復合材(cai)料從(cong)水(shui)溶液中去除鉛離子的(de)吸附行為。

　　實驗測試中(zhong)的幾種方法

　　一、批量(liang)動力學實驗。

　　在500毫克升濃度(du)(du)-1的(de)鉛離子溶(rong)液中進行動力(li)學(xue)實驗。通過使用0.1M HCl和(he)NaOH鉛溶(rong)液的(de)初(chu)始溶(rong)液pH調節至5.5。將0.15g添加(jia)活性(xing)炭明膠復合(he)材料，含50種ml在連續(xu)搖動鉛離子溶(rong)液的(de)容器中。用注射器取出預定(ding)時間隔的(de)1ml鉛濃度(du)(du)通過原子吸收分光光度(du)(du)法分析溶(rong)液樣品。

　　二、批量平(ping)衡實驗。

　　對接(jie)觸時間、鉛(qian)離子初始濃度、活性炭明膠材料(liao)用(yong)量和(he)(he)(he)溶(rong)液(ye)進行(xing)批(pi)量平(ping)衡(heng)試驗，獲得(de)平(ping)衡(heng)等溫線pH。將(jiang)0.15g添(tian)加活性炭明膠復合材料(liao)50種ml將(jiang)混合物放入旋轉(zhuan)振蕩器中24小時。然后分(fen)析(xi)上清液(ye)的鉛(qian)離子濃度。所有實驗一式(shi)三份，并報告(gao)平(ping)均值。為了(le)研究pH使用(yong)0的影響.1M HCl和(he)(he)(he)NaOH溶(rong)液(ye)的開(kai)始pH和(he)(he)(he)*終pH調節至1.5至5.5之間的值。鉛(qian)離子濃度分(fen)析(xi)采用(yong)原(yuan)子吸收分(fen)光光度法(fa)。

　　活性(xing)炭明膠(jiao)復合材(cai)料(liao)的特點(dian)

　　掃(sao)(sao)描(miao)電子(zi)顯微鏡(SEM)獲得活(huo)性(xing)炭明(ming)(ming)膠(jiao)復(fu)合材料(liao)的(de)(de)外表(biao)(biao)面。掃(sao)(sao)描(miao)電子(zi)顯微鏡和能量(liang)色散X射(she)線(xian)光譜可(ke)用于元(yuan)(yuan)素(su)組分(fen)(fen)的(de)(de)分(fen)(fen)布(bu)(SEM/EDX)通(tong)過(guo)(guo)掃(sao)(sao)描(miao)電子(zi)顯微鏡進(jin)行映射(she)分(fen)(fen)析，分(fen)(fen)別(bie)表(biao)(biao)示(shi)活(huo)性(xing)炭明(ming)(ming)膠(jiao)復(fu)合材料(liao)中的(de)(de)形(xing)態和元(yuan)(yuan)素(su)成分(fen)(fen)。通(tong)過(guo)(guo)BET測量(liang)表(biao)(biao)面積，發現活(huo)性(xing)炭明(ming)(ming)膠(jiao)復(fu)合材料(liao)的(de)(de)窄孔分(fen)(fen)布(bu)和3.25nm平均孔徑。結果表(biao)(biao)明(ming)(ming)，吸(xi)附的(de)(de)珠(zhu)粒為中孔(2-50nm)。零(ling)電荷點為4.5表(biao)(biao)明(ming)(ming)蓋材料(liao)的(de)(de)表(biao)(biao)面性(xing)質是酸性(xing)的(de)(de)。圖1(a)和(b)中的(de)(de)SEM照片以20×和200×放(fang)大(da)倍數拍攝，分(fen)(fen)別(bie)觀察形(xing)狀(zhuang)和表(biao)(biao)面形(xing)狀(zhuang)。SEM圖像顯示(shi)直徑約4 mm球形(xing)珠(zhu)(圖1(a))。在較高的(de)(de)放(fang)大(da)倍數下，還(huan)觀察到許(xu)多孔的(de)(de)粗糙表(biao)(biao)面。

　　(a)珠粒尺(chi)寸和(b)活性炭明(ming)膠復合材料外(wai)表面SEM照片(pian)。

　　顯(xian)示(shi)(shi)(shi)吸(xi)附(fu)(fu)鉛離子(zi)的(de)(de)前(qian)后(b)活(huo)(huo)性炭(tan)明膠復(fu)合材(cai)料EDX點映(ying)射。它可以(yi)提供元素分布(bu)映(ying)射的(de)(de)指示(shi)(shi)(shi)。藍(lan)(lan)色亮點表示(shi)(shi)(shi)吸(xi)附(fu)(fu)在(zai)活(huo)(huo)性炭(tan)明膠復(fu)合材(cai)料上的(de)(de)鉛離子(zi)，如圖2所示(shi)(shi)(shi)(b)所示(shi)(shi)(shi)。分布(bu)在(zai)吸(xi)附(fu)(fu)劑表面的(de)(de)高密度藍(lan)(lan)點顯(xian)示(shi)(shi)(shi)鉛離子(zi)的(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)效(xiao)果。

　　吸附鉛離子前(qian)和(b)活(huo)性炭明膠復(fu)合材料吸附后(a)的EDX點映射。

　　pH吸(xi)附鉛離(li)子(zi)對活性炭明膠復合材料的影(ying)響

　　溶液(ye)pH影響吸(xi)(xi)附(fu)劑表面(mian)官能團(tuan)的(de)(de)離子(zi)狀態(tai)，因此(ci)預(yu)期吸(xi)(xi)附(fu)是(shi)溶液(ye)pH依賴性的(de)(de)。通過評估在(zai)1.5-5范圍內不同(tong)溶液(ye)的(de)(de)不同(tong)溶液(ye)pH圖(tu)3顯示了(le)下面(mian)的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)容量來(lai)研究效果。沒有超過初始pH值(zhi)5.避免鉛離子(zi)沉(chen)淀。從(cong)圖(tu)2中可以看出活性炭明膠復(fu)合材(cai)料吸(xi)(xi)附(fu)劑的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)容量(qe)隨溶液(ye)的(de)(de)pH增加值(zhi)。在(zai)pH 在(zai)2和3之(zhi)間觀察(cha)qe而在(zai)pH 4附(fu)近到達平臺。結果表明，活性炭明膠復(fu)合材(cai)料吸(xi)(xi)附(fu)劑適用于(yu)酸(suan)性廢水的(de)(de)處理。在(zai)低pH范圍內，H 濃度高，促(cu)進了(le)吸(xi)(xi)附(fu)劑官能團(tuan)的(de)(de)質(zhi)子(zi)化(hua)，導致正電，導致鉛離子(zi)靜電排斥。此(ci)外，在(zai)低pH氫(qing)離子(zi)與鉛離子(zi)競爭吸(xi)(xi)附(fu)位點。

　　pH活性(xing)炭明膠復合材料對鉛離子吸(xi)附的(de)影(ying)響。活性(xing)炭明膠復合材料劑量0.15g/50ml，溫度23±2℃，鉛濃度(a)50mgl-1和(b)200mgl-1。

　　本(ben)研(yan)究獲(huo)得的(de)吸(xi)附(fu)結(jie)果表明，粉末活(huo)性(xing)炭和(he)明膠(jiao)(jiao)組合(he)獲(huo)得的(de)吸(xi)附(fu)劑(ji)可作為從(cong)廢水中回收(shou)鉛離子的(de)實用吸(xi)附(fu)劑(ji)。活(huo)性(xing)炭明膠(jiao)(jiao)復(fu)合(he)材(cai)料是(shi)一(yi)種高(gao)效環保的(de)吸(xi)附(fu)劑(ji)。試驗發現(xian)，即使在低初(chu)始濃度(du)(du)下(xia)，活(huo)性(xing)炭明膠(jiao)(jiao)吸(xi)附(fu)劑(ji)對鉛離子的(de)吸(xi)收(shou)率(lv)也很高(gao)，濃度(du)(du)分布遵循(xun)偽二級(ji)動(dong)力學模型(xing)。發現(xian)吸(xi)附(fu)容量是(shi)溶液(ye)pH依賴性(xing)較高(gao)pH在范圍內獲(huo)得較高(gao)的(de)容量。*高(gao)吸(xi)附(fu)效率(lv)約為90%。因此，活(huo)性(xing)炭明膠(jiao)(jiao)復(fu)合(he)材(cai)料似乎非常適合(he)從(cong)廢水中去除鉛離子。