改性桔子皮對(duì)重金屬Cu2+的吸附研究

李芳清,吳志猛

(東華理工大學(xué)化學(xué)生物與材料科學(xué)學(xué)院,江西撫州344000)

摘要　[目的]研究化學(xué)修飾桔子皮纖維素對(duì)銅離子的吸附性能。[方法]試驗(yàn)采用了幾種自制的化學(xué)修飾桔子皮纖維素,通過(guò)滴定試驗(yàn)比較研究了其對(duì)銅離子的吸附性能及其影響因素。[結(jié)果]在試驗(yàn)條件下,桔子皮吸附劑吸附銅離子的最佳pH值范圍是4.5~5.5。OP的吸附量最小,SOP的吸附量有所提高。在最佳pH值下,不同桔子皮吸附劑對(duì)銅離子的吸附量依次是:0.6SCA8>0·6SCA12>0·6SCA5>0·6SCA2。桔子皮吸附劑對(duì)銅離子的吸附量在20min內(nèi)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而增加,在60min后基本達(dá)到吸附平衡狀態(tài),然后吸附量不再隨時(shí)間的增加而變化。隨著桔子皮用量的增加,吸附效率隨之提高,達(dá)到平衡后,桔子皮對(duì)銅離子的吸附量不再隨著吸附劑用量的增加而改變。[結(jié)論]利用改性桔子皮除去廢水中的銅離子方法是環(huán)?？尚械摹?/p>

關(guān)鍵詞　制備;桔子皮纖維素;生物吸附;銅離子

隨著工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展,廢水的排放量日益增加,環(huán)境污染嚴(yán)重。廢水中溶解的重金屬離子經(jīng)過(guò)水體中各種生物鏈產(chǎn)生富集,最終由水產(chǎn)品進(jìn)入人體,會(huì)給人類帶來(lái)嚴(yán)重的毒害影響。除去水中的重金屬離子的方法很多,傳統(tǒng)的方法有化學(xué)沉淀法、氧化還原法、離子交換法、電解法、膜過(guò)濾法[1-10]。但這些方法通常價(jià)格昂貴,并且由于有害副產(chǎn)品的存在,具有潛在的危害性。另一方面,這些方法適用于所含金屬離子濃度較高的情況,當(dāng)重金屬離子濃度低時(shí),則顯得低效高價(jià)了。因此,需要一種高效、廉價(jià)的重金屬離子處理方法。生物吸附法提供了一種技術(shù)可行、環(huán)境友好的方法[11]。而用桔皮吸附還未見(jiàn)報(bào)道。筆者制備了幾種經(jīng)化學(xué)修飾的桔子皮纖維素生物吸附劑,并對(duì)銅離子的吸附性能進(jìn)行了研究。同時(shí),還研究了經(jīng)加堿皂化、不同濃度檸檬酸等在不同溫度條件下對(duì)吸附劑進(jìn)行化學(xué)修飾后對(duì)Cu2+的影響,并將酸度、攪拌時(shí)間和固液比對(duì)吸附劑吸附性能的影響也作了比較。

1　材料與方法

1.1　試驗(yàn)材料

1.1.1　儀器。高速萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)試樣粉碎機(jī)(北京中興偉業(yè)儀器有限公司);JD-電子天平(沈陽(yáng)龍騰電子有限公司);DF-Ⅱ集熱式磁力攪拌器(江蘇醫(yī)療儀器廠);JJ-1精密增力電動(dòng)攪拌器(常州國(guó)華電器有限公司);SHZ-Ⅲ型循環(huán)水真空泵(上海生化儀器廠);電熱恒溫水浴鍋(北京醫(yī)療設(shè)備廠);DHG-9030型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海一恒科學(xué)儀器有限公司);pHs-3C型精密pH計(jì)(上海精密儀器有限公司)。

1.1.2　試劑。異丙醇、氯化銅、硝酸、檸檬酸、氫氧化鈉、六次甲基四胺、濃鹽酸、乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)、硝酸鉛、二甲酚橙指示劑。所有試劑均為分析純。試驗(yàn)用水為去離子水。

1.1.3　樣品。桔子購(gòu)自撫州當(dāng)?shù)剞r(nóng)貿(mào)市場(chǎng),主要為南豐蜜桔。

1.2　試驗(yàn)方法

1.2.1　未處理的干桔子皮粉。以蒸餾水清洗鮮桔子皮3~4遍,再在50℃烘箱中烘干72h,粉碎,過(guò)100目篩,儲(chǔ)存?zhèn)溆谩４?hào)為OP。

1.2.2　異丙醇(20%)處理的桔子皮吸附劑。往20g未處理的OP吸附劑中加入20%的異丙醇750m,l攪拌24h,抽濾,用20%異丙醇(每次用60m,l約洗3次)和水洗至無(wú)色,抽濾后,將樣品置于干燥箱中,在50℃烘干24h,即得異丙醇處理的桔子皮吸附劑,代號(hào)為AOP。產(chǎn)率約為51%。

1.2.3　異丙醇(20%)-NaOH處理的桔子皮吸附劑。往10g20%異丙醇處理的桔子皮吸附劑(AOP)中,加入0.1mol/L的NaOH溶液100m,l攪拌1h,室溫下抽濾,再加100ml蒸餾水?dāng)嚢?5min,然后在室溫下水洗多次至pH值為7,抽濾后,將樣品放入55℃干燥箱中烘干24h,即得異丙醇(20%)-NaOH處理的桔子皮吸附劑,代號(hào)為SOP。產(chǎn)率約為72.1%。