活性炭明膠復合材料吸附(fu)鉛離子

　　活(huo)性(xing)炭(tan)明膠復合材料(liao)吸(xi)附(fu)鉛離(li)子(zi)、農化工(gong)、采礦、金屬(shu)加工(gong)等工(gong)業在(zai)環(huan)境中(zhong)釋放(fang)過量鉛離(li)子(zi)，對人類和(he)動(dong)物有害。因此，在(zai)將含(han)鉛廢水排放(fang)到(dao)環(huan)境中(zhong)之(zhi)前，有必要對其進行(xing)處理(li)。由于(yu)活(huo)性(xing)炭(tan)具有多孔(kong)結構、非常高(gao)的表(biao)面積、高(gao)容量和(he)高(gao)吸(xi)附(fu)率(lv)，因此活(huo)性(xing)炭(tan)對重(zhong)金屬(shu)離(li)子(zi)的吸(xi)附(fu)性(xing)能(neng)得(de)到(dao)了廣泛的應用。

　　本(ben)期介紹了從水溶液(ye)和(he)(he)(he)實(shi)際廢水樣(yang)品中吸(xi)附污染物(wu)的(de)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)和(he)(he)(he)明(ming)膠(jiao)的(de)組(zu)合(he)。明(ming)膠(jiao)是一種(zhong)來(lai)自(zi)各種(zhong)動物(wu)副產(chan)品的(de)可生物(wu)降(jiang)解聚合(he)物(wu)膠(jiao)原蛋白(bai)。*近，活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)明(ming)膠(jiao)復合(he)材料(liao)是由動物(wu)組(zu)織的(de)蛋白(bai)質和(he)(he)(he)粉末(mo)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)制(zhi)成(cheng)的(de)，鉛離子(zi)的(de)吸(xi)附是通過(guo)增加活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)量(liang)和(he)(he)(he)比例(li)來(lai)研究(jiu)的(de)。批(pi)量(liang)平(ping)衡和(he)(he)(he)動力學量(liang)平(ping)衡和(he)(he)(he)動力學實(shi)驗。此外(wai)，還(huan)研究(jiu)了活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)明(ming)膠(jiao)復合(he)材料(liao)從水溶液(ye)中去除鉛離子(zi)的(de)吸(xi)附行(xing)為(wei)。

　　實驗測(ce)試中的幾種(zhong)方法

　　一、批(pi)量動力學實驗。

　　在(zai)500毫克升濃度-1的(de)鉛(qian)離子(zi)溶(rong)液(ye)(ye)中(zhong)進(jin)行(xing)動(dong)力(li)學實驗。通過使用0.1M HCl和NaOH鉛(qian)溶(rong)液(ye)(ye)的(de)初始溶(rong)液(ye)(ye)pH調節至5.5。將0.15g添加活性(xing)炭明膠復合材料，含50種ml在(zai)連續搖動(dong)鉛(qian)離子(zi)溶(rong)液(ye)(ye)的(de)容器中(zhong)。用注射器取出預定時間(jian)隔的(de)1ml鉛(qian)濃度通過原子(zi)吸收分(fen)光(guang)光(guang)度法分(fen)析溶(rong)液(ye)(ye)樣品(pin)。

　　二、批量平(ping)衡實驗(yan)。

　　對接觸時間、鉛(qian)離(li)子初始(shi)濃度(du)、活性炭明(ming)膠材料用量(liang)和溶液(ye)(ye)進行批量(liang)平(ping)衡試驗，獲得平(ping)衡等溫線pH。將0.15g添加活性炭明(ming)膠復合材料50種ml將混(hun)合物放入旋轉振(zhen)蕩器(qi)中24小時。然后分析上清液(ye)(ye)的鉛(qian)離(li)子濃度(du)。所有實驗一式三(san)份，并報(bao)告平(ping)均(jun)值。為了(le)研究(jiu)pH使用0的影響.1M HCl和NaOH溶液(ye)(ye)的開始(shi)pH和*終pH調節(jie)至(zhi)1.5至(zhi)5.5之間的值。鉛(qian)離(li)子濃度(du)分析采用原子吸收分光光度(du)法。

　　活性炭(tan)明膠復合材料的特(te)點

　　掃描電(dian)子顯(xian)微鏡(jing)(SEM)獲得活性(xing)(xing)炭(tan)明(ming)膠復合材(cai)料(liao)的外表(biao)(biao)面(mian)(mian)。掃描電(dian)子顯(xian)微鏡(jing)和能(neng)量(liang)色散X射線光(guang)譜可(ke)用于(yu)元素(su)組(zu)分(fen)(fen)的分(fen)(fen)布(SEM/EDX)通過(guo)掃描電(dian)子顯(xian)微鏡(jing)進行映(ying)射分(fen)(fen)析，分(fen)(fen)別表(biao)(biao)示(shi)活性(xing)(xing)炭(tan)明(ming)膠復合材(cai)料(liao)中的形(xing)態(tai)和元素(su)成分(fen)(fen)。通過(guo)BET測量(liang)表(biao)(biao)面(mian)(mian)積，發現(xian)活性(xing)(xing)炭(tan)明(ming)膠復合材(cai)料(liao)的窄孔(kong)分(fen)(fen)布和3.25nm平(ping)均(jun)孔(kong)徑。結果表(biao)(biao)明(ming)，吸附的珠(zhu)粒為(wei)中孔(kong)(2-50nm)。零電(dian)荷點為(wei)4.5表(biao)(biao)明(ming)蓋材(cai)料(liao)的表(biao)(biao)面(mian)(mian)性(xing)(xing)質是酸性(xing)(xing)的。圖(tu)1(a)和(b)中的SEM照片以20×和200×放(fang)大倍數(shu)拍攝，分(fen)(fen)別觀(guan)察(cha)形(xing)狀和表(biao)(biao)面(mian)(mian)形(xing)狀。SEM圖(tu)像顯(xian)示(shi)直徑約4 mm球形(xing)珠(zhu)(圖(tu)1(a))。在較高的放(fang)大倍數(shu)下，還觀(guan)察(cha)到許多孔(kong)的粗(cu)糙表(biao)(biao)面(mian)(mian)。

　　(a)珠(zhu)粒尺(chi)寸和(b)活性炭明膠復合材料外表面SEM照片。

　　顯(xian)示(shi)(shi)吸(xi)附(fu)(fu)鉛(qian)離(li)(li)(li)子(zi)的(de)前后(b)活(huo)性炭(tan)明膠(jiao)復合材(cai)料EDX點(dian)映(ying)射(she)。它可以提供元素分(fen)布映(ying)射(she)的(de)指示(shi)(shi)。藍(lan)色(se)亮(liang)點(dian)表示(shi)(shi)吸(xi)附(fu)(fu)在(zai)(zai)活(huo)性炭(tan)明膠(jiao)復合材(cai)料上(shang)的(de)鉛(qian)離(li)(li)(li)子(zi)，如(ru)圖2所示(shi)(shi)(b)所示(shi)(shi)。分(fen)布在(zai)(zai)吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)表面的(de)高(gao)密(mi)度藍(lan)點(dian)顯(xian)示(shi)(shi)鉛(qian)離(li)(li)(li)子(zi)的(de)吸(xi)附(fu)(fu)效果。

　　吸附鉛(qian)離子前和(he)(b)活性炭明(ming)膠復合(he)材料吸附后(hou)(a)的(de)EDX點(dian)映射。

　　pH吸附鉛(qian)離(li)子對(dui)活性炭明膠復(fu)合材料的影響(xiang)

　　溶液pH影(ying)響吸(xi)(xi)附劑表面官(guan)(guan)能團的(de)(de)(de)離(li)子(zi)(zi)狀態，因(yin)此預期吸(xi)(xi)附是溶液pH依賴性的(de)(de)(de)。通過評估(gu)在1.5-5范(fan)圍內(nei)不(bu)同溶液的(de)(de)(de)不(bu)同溶液pH圖3顯示了下面的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附容量來(lai)研究效果。沒有超過初始pH值5.避免鉛離(li)子(zi)(zi)沉淀。從圖2中可(ke)以看出活性炭明(ming)(ming)膠復合(he)材料吸(xi)(xi)附劑的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附容量(qe)隨溶液的(de)(de)(de)pH增加值。在pH 在2和3之間(jian)觀察qe而在pH 4附近(jin)到達平臺。結果表明(ming)(ming)，活性炭明(ming)(ming)膠復合(he)材料吸(xi)(xi)附劑適用于酸性廢水的(de)(de)(de)處理。在低pH范(fan)圍內(nei)，H 濃度高，促(cu)進了吸(xi)(xi)附劑官(guan)(guan)能團的(de)(de)(de)質子(zi)(zi)化，導(dao)(dao)致正電，導(dao)(dao)致鉛離(li)子(zi)(zi)靜電排(pai)斥(chi)。此外(wai)，在低pH氫離(li)子(zi)(zi)與鉛離(li)子(zi)(zi)競爭吸(xi)(xi)附位點。

　　pH活(huo)性炭(tan)明膠(jiao)(jiao)復(fu)合材料(liao)對鉛離子吸附的影響。活(huo)性炭(tan)明膠(jiao)(jiao)復(fu)合材料(liao)劑量0.15g/50ml，溫(wen)度23±2℃，鉛濃(nong)度(a)50mgl-1和(b)200mgl-1。

　　本(ben)研究(jiu)獲(huo)得的(de)吸附(fu)(fu)(fu)結果表明(ming)，粉(fen)末活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)和(he)明(ming)膠(jiao)組合獲(huo)得的(de)吸附(fu)(fu)(fu)劑(ji)可(ke)作(zuo)為從廢水(shui)中(zhong)回收鉛(qian)離(li)子的(de)實(shi)用(yong)吸附(fu)(fu)(fu)劑(ji)。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)明(ming)膠(jiao)復合材料是一種高(gao)效環(huan)保的(de)吸附(fu)(fu)(fu)劑(ji)。試驗(yan)發現，即使在低(di)初始濃度下，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)明(ming)膠(jiao)吸附(fu)(fu)(fu)劑(ji)對鉛(qian)離(li)子的(de)吸收率(lv)也很高(gao)，濃度分布遵循偽二(er)級動力學模型。發現吸附(fu)(fu)(fu)容(rong)量是溶液pH依賴性(xing)(xing)較高(gao)pH在范圍內獲(huo)得較高(gao)的(de)容(rong)量。*高(gao)吸附(fu)(fu)(fu)效率(lv)約(yue)為90%。因此，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)明(ming)膠(jiao)復合材料似乎非常適合從廢水(shui)中(zhong)去除鉛(qian)離(li)子。