第25卷 第2期 桂林工学院学报 Vol.25No.2 2005年4月 JOURNAL OF G U I L I N UN I V ERSI TY OF TECHNOLOGY Ap r12005
文章编号:1006-544X(2005)02-0245-03
赤泥对水体中铅离子的吸附
文小年a,b,王林江a,b,谢襄漓b
(桂林工学院a1有色金属材料及其加工新技术省部共建教育部重点实验室,b1材料与化学工程系,广西桂林 541004)
摘 要:研究了赤泥对水体中铅离子的吸附作用及赤泥的掺加量、吸附反应时间、溶液中
Pb2+初始浓度、温度等因素对吸附作用的影响.结果表明,赤泥对铅离子有很好的吸附作用,
吸附达到平衡的时间为2h.赤泥的掺加量为2g/L时,2h后吸附率可达9916%;溶液初始
Pb2+浓度越大,吸附率越小.但当把赤泥的掺加量固定为01625g赤泥/100mg Pb2+时,溶液
的初始Pb2+浓度对吸附率影响较小.温度对吸附作用的影响较为显著,温度越高,吸附率越
大,表明吸附为化学吸附.
关键词:赤泥;铅离子;吸附作用;影响因素
中图分类号:X52;X758 文献标识码:A①
赤泥是铝土矿经强碱浸出氧化铝后产生的残渣.其存放不仅占用大量土地和农田、耗费较多的堆场建设和维护费用,而且造成严重污染[1].随着赤泥量的增多和人们环境保护意识的不断提高,多渠道、最大限度地利用赤泥,使赤泥达到零排放等问题已日益受到国内外众多专家的重视.目前,赤泥利用方面的研究主要有:(1)Fe等有用成分的回收[2];(2)用作建筑材料的生产原料,如加入22%～60%(质量分数,全文同)的赤泥制备微晶玻璃[3];制备赤泥-粉煤灰陶瓷[4];用赤泥代替部分粘土原料生产硅酸盐水泥[5],等等;
(3)在环境污染修复中的应用,如对水体中重金属离子的吸附,水体中F,A s,P以及有机污染物的吸附[6].
重金属普遍存在于环境中,水体中的铅对人体的危害非常严重[7].目前含铅废水的处理方法主要有化学沉淀法、离子交换法、乳化液膜法、生物吸附法和电解法[8],而利用赤泥处理含铅废水的研究少有报道.
赤泥具有一系列宝贵的表面物理化学性能,如高的比表面积和孔隙率、较好的吸附性能等,使其可以被用作水体中有机、无机污染物的吸附剂.本文研究了赤泥对水体中铅离子的吸附作用及其影响因素,目的是为赤泥在生态环境材料领域的应用提供理论基础.
1 实验原料及方法
111 实验原料
本实验所用赤泥取自广西平果铝业公司.其主要化学成分是:Fe
2
O325152%;Ca O24129%;
A l2O316178%;Si O26121%;Ti O2716%;Na2O 1196%.X射线衍射分析表明,赤泥的主要矿物
成分为赤铁矿(α2Fe
2
O3)和针铁矿(α2Fe OOH)、水
化石榴石(Ca
3
A lFe(Si O4)(OH)8)、一水硬铝石
(A l
2
O3?H2O)、含水硅铝酸钠(Na2O?A l2O3?1168Si O2?1173H2O)、钙钛矿(CaTi O3)、羟钙石
(Ca(OH)
2
)和方解石(CaCO
3
)等,其中赤铁矿和水化石榴石含量较高[9].本实验所用的Pb2+用分析纯Pb(NO3)2(广东西陇化工厂生产)配制.
112 实验方法
将赤泥烘干研磨后过01075mm筛,用电子天平精确称取所需样品,加入到50mL所需Pb2+浓度
①收稿日期:2004-11-19
基金项目:广西区教育厅资助项目(桂教科研[2003]22)
作者简介:文小年(1976-),男,硕士研究生,无机非金属材料专业.
的Pb (NO 3)2溶液中,在磁力加热搅拌器上搅拌后用离心分离机离心分离,取上层清液用原子吸收分光光度计(GGX -6A ,北京地质仪器厂生产)分析其剩余铅离子浓度,并计算其吸附率.
2 结果与讨论
211 反应时间对吸附作用的影响
溶液的初始Pb 2+
浓度为200mg /L ,赤泥的掺加量为2g/L ,反应温度为室温(20±2℃),控制反应时间分别为0125,015,1,115,2,4,8,12和16h.其吸附率与反应时间的关系见图1a,图中曲线拟合的相关系数R 2
=0191802,拟合曲线符合Ⅰ型等温
吸附模型(即lang muir 型)[10]
,说明吸附为单分子
层的化学吸附.从图可知,反应时间对吸附作用有明显的影响:反应时间越长,吸附率越高.当反应时
间为15m in 时,吸附率为6111%;反应时间为2h 的时候即达到9916%;时间再增加,其吸附率并不会有明显变化,说明吸附达到平衡的时间为2h .因此,吸附反应时间控制为2h 即可.
212 赤泥掺加量对吸附作用的影响
溶液初始Pb 2+
浓度为200mg/L ,反应温度为室温(20±2℃),控制赤泥的掺加量分别为
0125,015,0175,1,1125,115,1175和2g /L,反应时间为2h (图1b ).图中曲线拟合的相关系数R 2
=0198841.赤泥的掺加量对吸附作用有明显的影响:掺加量越大,其吸附率越高.当掺加量为0125g/L 时,吸附率仅为31%;而赤泥的掺加量为1125g/L 时,其吸附率就达到了
9112%;赤泥的掺加量增加到2g/L 时,其吸附率
为9916%,增幅不是很大,说明赤泥的最佳掺加量为1125g/L.
213 溶液的初始P b 2+
浓度对吸附作用的影响
赤泥掺加量为2g/L ,反应温度为室温(20
±
图1 反应时间(a )和赤泥掺加量(b )对吸附作用的影响
Fig 11 Effect of contact ti me (a )and red mud content
in s oluti on (b )on ads orpti on
2℃),控制溶液的初始Pb 2+
浓度分别为100,200,300,400,500和600mg/L ,反应时间为2h .其吸附率与Pb 2+
初始浓度的关系见图2A 中的a 曲线,曲线拟合的相关系数R 2
=0199769.溶液
的初始Pb 2+
浓度对吸附作用有明显的影响,初始浓度越大,其吸附率越低.当初始浓度为100mg/
L 时,吸附率达到9918%;初始浓度为200mg/L
时,吸附率为9916%;但当初始浓度为600mg/L 时,吸附率仅为5317%.其原因是虽然溶液中
Pb 2+
的初始浓度增加,即Pb 2+
的总量增加,但赤
泥的量没有增加,当吸附达到平衡以后,赤泥没有能力再吸附剩余的Pb 2+
,所以吸附率随着Pb 2+
初始浓度的增加而下降.
在实际应用中,视水体中Pb 2+
浓度的不同,赤泥的掺加量应相应改变,以保证有较高的吸附率.
上文提到的赤泥的最佳掺加量为1125g/L ,是由于Pb 2+的浓度为200mg/L,即赤泥的掺加量可设为01625g 赤泥/100mg Pb
2+
,反应温度为室温(20±
2℃),Pb 2+
的初始浓度分别为100,200,300,400,500和600mg/L ,反应时间为2h .其吸附率与Pb
2+
初始浓度的关系如图2A 中的b 曲线,其吸附率都比较高(9112%～9413%),波动不大.说明把赤泥
的掺加量固定为01625g 赤泥/100mg Pb 2+时,溶液的初始浓度对吸附率影响较小,即当水体中的
Pb 2+
浓度变化时,固定赤泥的掺加量为01625g 赤
泥/100mg Pb 2+
即可达到满意的吸附效果.
214 温度对吸附作用的影响
实验条件:溶液初始Pb 2+
浓度为200mg/L ,赤泥掺加量为1g/L ,控制反应温度分别为15,
20,25,30,35和40℃,反应时间为2h,图2B
曲线拟合的相关系数R 2
=0199664,当温度为
15℃时,吸附率仅为6115%;温度为20℃
时吸附
图2 初始P b 2+
浓度(A )及反应温度
(B )对吸附作用的影响
Fig 12 Effect of lead ion original content (A )and reacti on
temperature (B )on ads or p tion
642桂 林 工 学 院 学 报 2005年
率就达到94%;当温度上升到30℃以上时,吸附达到完全.温度对吸附效果的影响非常明显,温度越高,吸附率越高.这是由于赤泥对Pb 2+
的吸附反应为化学吸附,其吸附过程需要活化能,温度升高可提高吸附速率.化学吸附的吸附速率较慢,从反应时间的影响研究可以得知,吸附平衡时间较长,为2h,当时间再增加时,其吸附率不会下降,说明此吸附反应不易解吸.这是由于化学吸附的吸附力产生于吸附剂与吸附质分子之间的化学键力,一般较强,所以吸附很稳定,一旦吸附,就不易解吸.
3 结 论
实验证明,赤泥对Pb 2+
有明显的吸附作用,所以利用赤泥作为吸附剂处理含铅废水,在理论上是可行的.同时,对赤泥吸附影响因素的研究表明:吸附达到平衡的时间为2h;赤泥的最佳掺加量为1125g /L;吸附率随着Pb 2+
初始浓度的增加而下降;当水体中Pb 2+
的浓度变化时,固定赤泥的掺加量为01625g 赤泥/100mg Pb 2+
,可达到满意的吸附效果.吸附受温度影响显著,温度越高,吸附率越高.
赤泥具有高的比表面积和孔隙率、高的表面反应活性等宝贵的表面物理化学性能,利用赤泥开发环境污染修复材料处理水体以及土壤中的无机、有机污染物,可起到以废治废的效果,经济
效益可观.所以,赤泥环境修复材料是赤泥开发的高层次产品,应该是赤泥开发利用的重要方向.随着赤泥环境修复材料新产品的成功开发,传统赤泥开发项目(如有用成分的回收、建筑材料的生产原料等)的不断完善,将使赤泥的零排放成为可能,赤泥的环境污染问题有望得到彻底的解决.
参考文献
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Adsorpti on of L ead i n Aqueous Soluti on from Red M ud
W EN Xiao 2nian
a,b
,WANG L in 2jiang a,b ,X I E Xiang 2li
b
(a 1Key L aboratory of N onferrous M a terials and N e w P rocessing Technology,M inistry of Education,
b 1D epa rt m ent of M aterials and Che m istry Eng ineering,Guilin U niversity of Technology,Guilin 541004,China )
Abstract:Red mud as an byp r oduct during the p r ocessing of bauxite ore is used f or the ads or p ti on of lead in a 2queous s oluti on with different influence such as contact ti m e,content of red mud and lead i on original in s olu 2ti on and te mperature .The material exhibits good ads or p ti on capability and the data foll ow both Lang muir and Freundlich models .The ti m e for the ads or p ti on balance is t w o hours .W hen red mud content in s oluti on is 2g/L,the ads or p ti on rati o would be 9916%.W hen red mud content in s oluti on is 01625gra m red mud per 100mg lead i on,the lead i on original content changes because the ads or p ti on rati o will decline with the rising of lead i on original content .The influence of te mperature t o the ads or p ti on is obvi ous .The ads or p ti on rati o w ill increase w ith the rising of te mperature,indicating a che m istry ads or p ti on Key words:red mud;lead i on;ads or p ti on;influence fact or
7
42第25卷 第2期 文小年等:赤泥对水体中铅离子的吸附
重金属离子污染 水体重金属离子污染是指含有重金属离子的污染物进入水体对水体造成的污染。矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中产生的重金属废水（含有铬、镉、铜、汞、镍、锌等重金属离子）是对水体污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一。废水中的重金属是各种常用水处理方法不能分解破坏的，而只能转移它们的存在位置和转变它们的物理化学状态。因此，重金属废水应当在产生地点就地处理，不同其他废水混合。如果用含有重金属离子的污泥和废水作为肥料和灌溉农田，会使土壤受污染，造成农作物中及进入水体后造成水生生物中重金属离子的富集，通过食物链对人体产生严重危害。 镉:自1995年起，居住在日本富山市神通川下游地区的一些农民得了一种奇怪的病。得病初期，患者只感到腰、背和手足等处关节疼痛，后来发展为神经痛。患者走起路来像鸭子一样摇摇摆摆，晚上睡在床上经常痛得直喊“痛……”因此这种病被称为“痛痛病”，又称为“骨痛病”。得了这种病，人的身高缩短，骨骼变形、易折，轻微活动，甚至咳嗽一声，都可能导致骨折。一些人痛不欲生，自杀身亡。经过调查，造成这种骨痛病的原因是神通川上游的炼锌厂长年累月排放含镉的废水，当地农民长期饮用受到镉污染的河水，并且食用此水灌溉生长的稻米，于是镉便通过食物链进入人体，在体内逐渐积聚，引起镉中毒，造成“骨痛病。 汞: 五十年代初期，在日本九州熊本县水俣镇，由于人食用受甲基汞毒害的鱼类而导致甲基汞中毒，导致中毒者283人，其中60人死亡。症状：口齿不清、步履不稳、面部痴呆进而耳聋眼瞎、全身麻木，最后精神失常，身体弯曲至死亡。其产生的原因是由于工厂生产氯乙烯和醋酸乙烯时采用氯化汞、硫酸、催化剂，把含有机汞的废水、废渣排入水俣湾，使鱼、贝壳类受污染。 锰: 四十多年前，日本有个村庄发生了一起可怕的集体“发疯”事件，有16个村民突然一起“发疯”了。这些“疯子”一会儿哭哭啼啼，一会儿又哈哈大笑；发作时两手乱摇，颤抖不止，而下肢发硬直，如此反复发作，直至“疯死”。这起集体“发疯”事件经多方研究调查，发现这些人喝的是同一口水井中的水，考察水井，又在旁边挖出了大量废旧、破烂的干电池。原来这是水井的水受干电池中某些有害成份污染而造成的。据环境科学研究表明，废旧干电池中的锌、二氧化锰等成分长期埋在地下，会
酶的条件和酶性质[J].微生物学报,1988,28(2):136-142. [8]张心平,张善稿,田竹.环状糊精葡萄糖基转移酶产生菌的初步鉴定及其产酶条件[J].南开大学学报:自然科学,1993,(2):63-68. [9]Bradford M M.A rapi d and sensi ti ve method for the quantitati on of micro -gram quantities of protein utilizing the principle of protei n -dye bindi ng[J].Analytical Biochemistry ,1976,72(1-2):248-254. [10]Laemmli U K.Cleavage of Structural Proteins during the As semble of the Head of Bacteriophage T 4[J].Nature ,1970,227(5259):680-685. [11]Lee M H,Yang S J,Kim J W.Characteriz ation of a thermostable cyclo -dextrin glucanotransferas e from Pyrococc us furiosus D SM3638[J ].Extremo -philes ,2007,11(3):537-541. [12]赵新帅,王占坤,祁庆生.环糊精糖基转移酶产物专一性改造:难题与挑战[J].生物工程学报,2007,23(2):181-188. [13]Kim Y H,Bae K H,Ki m T J.Effec t on produc t specificity of cyclodextri n glyc os yltransferas e by si te-di rected mutagenesis [J ].B iochem Mol .Biol .Int ,1997,41(2):227-234. 铅离子的生物吸附动力学及吸附热力学研究 倪晓宇,吴涓 * (安徽大学生命科学学院,安徽合肥230039) 摘要:目的:研究非活性深红酵母(Rhodotorula rubra )对重金属离子Pb 2+的生物吸附热力学和动力学特性。方法:采用恒温摇床振荡吸附的实验方法,研究Pb 2+生物吸附的动力学和热力学,并以适当的数学模型对实验数据进行拟合;对吸附前后的酵母进行红外光谱及X 射线光电子能谱分析。结果:在20e ~45e 温度范围内,吸附5min 时即达到了饱和吸附量的80%以上,2h 左右达到平衡;深红酵母对Pb 2+的生物吸附过程适宜用Elovich 方程来描述;由二级动力学方程计算的生物吸附活化能为21.56kJ P mol;生物吸附平衡可用Langmuir 等温式、Freundlich 等温式及Dubinin-Radushkevich 等温式来描述,拟合相关系数均接近0.99; Langmuir 方程计算所得$H 0 为13.93kJ P mol 。结论:深红酵母对Pb 2+的生物吸附是非均相的扩散过程,由快速吸附和慢速吸附两个阶段组成,以物理吸附为主,并伴随有化学吸附。 关键词:深红酵母;生物吸附;Pb 2+;吸附动力学;吸附热力学 中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1004-311X(2008)02-0029-04 Study of Biosorption Kinetics and Thermodynamics of Lead NI Xiao-yu,W U Juan (Ins ti tute of Life Sciences,Anhui Univers ity,Hefei 230039,China) Abstract :Objective :The biosorption thermodynamics and kinetics of heavy metal ion Pb 2+by unactive Rhodotorula rubra were studied.Method :The biosorp tion kinetics and thermodynamics experi ments of Pb 2+were done in shaker under constant temperature.And the data were fitted using appropriate models.Infrared spectral and X-ray photoelectron analyses were conducted in order to compare the yeast before and after biosorption.Result :In the range of 20e -45e ,the 80%of the saturation adsorption capacity was reached in 5min and the adsorption equilibriu m was reached in 2h.The biosorp tion kinetics data could be fi tted using Elovich eq uation best of all;the adsorpti on activate energy of 21.56kJ P mol could be calculated using second-order kinetics equation.The biosorption equilibrium could be described well using Langmui r ,Freundlich and Dubinin -Radushkevich adsorption isotherms,all the fitting coefficients approaching 0.99,and $H 0was 13.93kJ P mol by using Langmuir equation.C on -clusion :Biosorp tion of Pb 2+ by R .rubr a was a process of unsymmetrical phase diffusi on,including a rapid course and a followed slower course.Physical adsorption played a leading functi on and chemical adsorption was also involved in this process,but not the major mechanism.Key words :Rhodotorula rubra ;biosorp tion;Pb 2+;adsorption ki netics;adsorp tion thermodynamics 收稿日期:2007-11-13;修回日期:2007-11-28基金项目:安徽省自然科学基金项目资助(070413132) 作者简介:倪晓宇(1979-),男,硕士生;*通讯作者:吴涓(1969-),女,博士,副教授,从事水污染控制工程、环境微生物研究,发表论文12篇,SCI 收录5篇,E-mai l:wujuan@https://www.doczj.com/doc/582662667.html, 。 生物吸附法处理重金属废水与传统方法相比具有许多优点,其原材料来源丰富、品种多、成本低;吸附设备简单,易操作;而且速度快、吸附量大、选择性好,在处理低浓度废水时尤其有效,解吸后的生物材料还可以进行再次吸附[1-3]。酵母是一类重要的工业微生物,在食品和饮料工业中应用广泛,利用生产中的废弃酵母作为吸附材料,能够大大降低成本,实现以废治废的目的,因而具有广阔的应用前景[4-7]。 虽然有关重金属生物吸附的报道很多[4-9],但有关Pb 2+ 的生物吸附动力学及热力学的报道尚不多见。本文研究了深红酵母(Rhodotorula rubra )对重金属离子Pb 2+的生物吸附行为,探讨了吸附时间、吸附温度及Pb 2+初始浓度等因素对吸附的影响,并着重对生物吸附动力学、生物吸附热力学及生物吸附平衡等进行了研究,揭示生物吸附的本质。 1 材料与方法 1.1 材料 1.1.1 实验材料 实验中所用菌种为本实验室所保存的深红酵母(Rhodotorula rubra )。1.1.2 试剂 HCl 、HNO 3、Pb 粉、六次甲基四胺均为分析纯,购自国药集团化学试剂有限公司;牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、葡萄糖、琼脂 粉等生化试剂多为分析纯,购自中国医药(集团)上海化学试剂公司;二甲酚橙(分析纯,天津市博迪化工有限公司);十六烷基三甲基溴化铵(分析纯,天津市光复精细化工研究所)。1.1.3 仪器 LRH-250A 生化培养箱(广东省医疗器械厂);ZHWY -100B 恒温培养摇床(上海智斌分析仪器制造有限公司);WF -Z UV-2100紫外可见分光光度计(上海尤尼柯仪器有限公司);TGL-18R 冷冻高速离心机(珠海黑马医学仪器有限公司);ZDX-35BI 座式自动电热压力蒸汽灭菌器(上海申安医疗器械厂);FA2004N 电子天平(上海民桥精密科学仪器有限公司);傅立叶变换红外光谱仪Nexus-870(Nicolet 公司);电子能谱仪ESCALAB MK 11(英国VG 科学仪器公司)等。1.2 方法 1.2.1 吸附实验 准确移取一定浓度的铅溶液50mL 于250mL 容量瓶中,加入适量的酵母,在恒温摇床上振荡吸附(150r P min)一定时间后,取样离心(10000r P min,5min),取上清液分析其中残留的Pb 2+浓度。 1.2.2 Pb 2+的分析 采用722型分光光度计,以二甲酚橙为显色剂,十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂在560n m 波长下测定溶液中Pb 2+的浓度[10,11]。1.2.3 计算方法 Q e =(C 0-C e )@V P W (1)R =(C 0-C e )P C 0@100(2) Q e 为平衡吸附量(mg P g),C 0为Pb 2+ 初始浓度(mg P L);C e
铅离子双印迹吸附剂的制备及其在原子吸收光谱法测定水中痕量铅中的应用 王丽敏，李英华 （吉林化工学院资源与环境学院，吉林１３２０２２） 摘 要：采用分子印迹技术，以３-疏基丙基三甲氧基硅烷为功能单体，铅离子和十六烷基三甲基溴化铵（ＣＴＭＡＢ）为双模板形式络合体系，并加入由四乙氧基硅烷和甲醇所形成的溶胶，用氢氧化钠作催化剂制得铅离子双印迹吸附剂。经红外光谱法和氮气吸附-脱附系统对此吸附剂的结构特征及表面性能进行表征和分析。结果表明：在印迹吸附剂中除去铅（Ⅱ）离子模板后，恢复了－ＳＨ官能团；ＣＴＭＡＢ的存在具有提高表面积和孔径的倾向。此双印迹吸附剂在静态条件下，对铅（Ⅱ）离子的吸附经１０ｍｉｎ，吸附率达９５％。吸附容量达５４５．６ｍｇ·ｇ－１。在镉（Ⅱ）离子共存下，相对选择性系数为１９２。用０．５ｍｏｌ·Ｌ－１硝酸溶液５ｍＬ即可从吸附剂上洗脱９４．４％铅（Ⅱ）。 以此吸附剂作为萃取材料分离富集了环境水样中痕量铅（Ⅱ），洗脱后用原子吸收光谱法测定其中铅（Ⅱ）量，测定值的回收率在１０４％～１０６％之间。 关键词：双印迹吸附剂；铅（Ⅱ）离子；选择性分离和富集；固相萃取 中图分类号：Ｏ６５７．３１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００１-４０２０（２０１４）０５-０５８９-０５ Pre p aration of a Novel Bi-im p rinted Adsorbent for Pb（Ⅱ）and Its A pp lication to FAAS Determination of Trace Amount of Lead in Water Sam p le W ANG Li-min，LI Yin g-hua （De p artment o f Resource and Environics，Jilin Universit y o f Chemical Technolo gy，Jilin１３２０２２，China） Abstract：Ａｎｏｖｅｌｂｉ-ｉｍｐｒｉｎｔｅｄａｄｓｏｒｂｅｎｔｆｏｒＰｂ（Ⅱ）（ａｂｂｒ．ａｓＰｂ-ＢＩＡ）ｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｔｈｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｕｓｉｎｇＭＰＳａｓｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｓｏｍｅｒ，Ｐｂ（Ⅱ）-ｉｏｎａｎｄＣＴＭＡＢａｓｐａｔｔｅｒｎｐｌａｔｅｓ，ＴＥＯＳ（ｉｎＣＨ３ＯＨ）ａｓｓｏｌａｎｄＮａＯＨｓｏｌｕｔｉｏｎａｓｃａｔａｌｙｓｔ．ＩｔｓｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｆｅａｔｕｒｅｓａｎｄｓｕｒｆａｃｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗｅｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｅｄａｎｄｓｔｕｄｉｅｄｂｙＦＴ-ＩＲＳａｎｄＡＳＡＰ２０１０ｓｙｓｔｅｍ．ＩｔｗａｓｓｈｏｗｎｔｈａｔｉｎｔｈｅＢＩＡ，Ｐｂ（Ⅱ）-ｐａｔｔｅｒｎｐｌａｔｅｗａｓｒｅｍｏｖｅｄａｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｇｒｏｕｐｏｆ－ＳＨｗａｓｒｅｓｕｍｅｄ，ａｎｄｔｈａｔｉｔｓｓｕｒｆａｃｅａｒｅａａｎｄｂｏｒｅｄｉａｍｅｔｅｒｗｅｒｅｒａｉｓｅｄｂｙｔｈｅｐｒｅｓｅｎｃｅｏｆＣＴＭＡＢ．Ｉｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｕｎｄｅｒｓｔａｔｉｃｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｒａｔｅｏｆａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆＰｂ（Ⅱ）ｂｙｔｈｅＢＩＡａｔｔａｉｎｅｄｔｏ９５％ｉｎ１０ｍｉｎ；ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｗａｓｆｏｕｎｄｔｏｂｅ５４５．６ｍｇ·ｇ－１；ａｎｄｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｆｏｕｎｄｗａｓ１９２ｉｎｔｈｅｐｒｅｓｅｎｃｅｏｆＣｄ（Ⅱ）．ＲａｔｅｏｆｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆＰｂ（Ⅱ）ｆｒｏｍＢＩＡａｔｔａｉｎｅｄｔｏ９４．４％ｗｈｅｎｅｌｕｔｅｄｗｉｔｈ５ｍＬｏｆ０．５ｍｏｌ·Ｌ－１ＨＮＯ３ｓｏｌｕｔｉｏｎ．ＴｈｅＢＩＡｗａｓｕｓｅｄａｓｅｘｔｒａｃｔａｎｔｉｎＳＰＥｆｏｒｓｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔｏｆｔｒａｃｅｓｏｆＰｂ（Ⅱ）ｉｎａｎｅｎｖｉｒｏｍｅｎｔａｌｗａｔｅｒｓａｍｐｌｅ，ａｎｄＰｂ（Ⅱ）ｗａｓｅｌｕｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅｃｏｌｕｍｎ，ａｎｄｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙＦＡＡＳ．Ｖａｌｕｅｓｏｆｒｅｃｏｖｅｒｙｗｅｒｅｆｏｕｎｄｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｏｆ１０４％ｔｏ１０６％． Ke y words：Ｂｉ-ｉｍｐｒｉｎｔｅｄａｄｓｏｒｂｅｎｔ；Ｐｂ（Ⅱ）ｉｏｎ；Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ；Ｓｏｌｉｄｐｈａｓｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ 收稿日期：２０１３-１０-１２ 作者简介：王丽敏（１９７０－），女，吉林通榆人，副教授，博士，研 究方向为环境分析技术和环境化学。Ｅ-ｍａｉｌ：ｌｍｗ１００００＠１２６． ｃｏｍ 铅在自然界中广泛存在，对生物体的每个系统都有影响。儿童血铅水平达到１００μｇ·Ｌ－１会对健康产生不利影响。环境中的铅主要来源于各种工业生产，如铅的冶炼、铅电池的回收、含铅涂料的生产 · ９８５ ·
离子选择电极法测定天然水中F- 实验题目：离子选择电极法测定天然水中F- 一、实验目的 1．掌握电位法的基本原理。 2．学会使用离子选择电极的测量方法和数据处理方法。 二、实验原理氟离子选择电极是以氟化镧单晶片为敏感膜的电位指示电极，对溶液中的氟离子具有良好的选择性。氟电极与饱和甘汞电极组成的电池可表示为：在式中，为25℃时电极的理论响应斜率，其它符号具有通常意义。 由于用离子选择电极测量的是溶液中离子的活度，而通常定量分析需要测量的是离子的浓度，不是活度。所以实验中必须控制试液的离子强度。如果测量试液的离子强度维持一定，则上述方程可表示为： E(电池) = K + (F,外) 用氟离子选择电极测量F-时，最适宜pH范围为~。pH值过低，易形成HF，影响F-的活度；但pH值过高，易引起单晶膜中La3+的水解，形成La(OH)3，影响电极的响应。故通常用pH为6的柠檬酸盐缓冲溶液来控制溶液的pH。柠檬酸盐还可消除A13+、Fe3+的干扰。 三、主要仪器及试剂 主要仪器：pH/mV计、电磁搅拌器、搅拌磁子、氟离子选择电极、饱和甘汞电极、50mL容量瓶、100mL、250mL烧杯、1mL、10mL、25 mL移液管 试剂：氟离子标准溶液：L； 柠檬酸钠缓冲溶液：L（用1:1盐酸中和至pH≈6）
四、实验步骤 1、将氟电极和甘汞电极分别与离子计或pH/mV计相接，开启仪器开关，预热仪器。 2、清洗电极：取去离子水50~60mL至100mL的烧杯中，放入搅拌磁子，插入氟电极和饱和甘汞电极。开启搅拌器，2~3min后，若读数大于-370mV，则更换去离子水，继续清洗，直至读数小于-370mV。 3、工作曲线法 (1) 标准溶液的配制及测定 用移液管准确移取浓度为L的氟离子标准溶液、、、、、于6个50mL容量瓶中，各加入mol/L的柠檬酸盐缓冲溶液，用去离子水稀释至刻度，摇匀。将上述标准溶液分别倒出部分于250mL烧杯中，放入搅拌磁子，插入已经洗净的电极，开动电磁搅拌器，一直搅拌，待读数不变稳定2min后，读取电位值。按顺序从低至高浓度依次测量，每测量1份试液，无需清洗电极，只需用滤纸沾去电极上的水珠。测量结果列表记录于表1中。 (2) 水样的测定 取水样，置于50mL容量瓶中，加L柠檬酸钠缓冲溶液，用去离子水稀释至刻度并摇匀。倒出部分水样于250mL烧杯中，放入搅拌磁子，插入干净的电极，开动电磁搅拌器，按操作4.3.1方法读取稳定电位值。记录在表1中。 五、实验数据及其处理 1、处理及工作曲线的绘制： 表1
三种常见的处理方法的比较 一、石灰中和法 1.1基本原理 石灰中和反应法是在含重金属离子废水中投加消石灰C a( O H ) : , 使它和水中的重金属离子反应生成离子溶度积很小的重金属氢氧化物。通过投药量控制水中P H 值在一定范围内, 使水中重金属氢氧化物的离子浓度积大于其离子溶度积而析出重金属氢氧化物沉淀, 达到去除重金属离子, 净化废水的目的。 将废水收集到废水均化调节池,通过耐腐蚀自吸泵将混合后的废水送至一次中和槽,并且在管路上投加硫酸亚铁溶液作为砷的共沉剂(添加量为Fe/As=10),同时投加石灰乳进行充分搅拌反应,搅拌反应时间为30 min,石灰乳投加量由pH 计自动控制,使一次中和槽出口溶液pH值为7.0;为了使二价铁氧化成三价铁,产生絮凝作用,在一次中和槽后设置氧化槽,进行曝气氧化,经氧化后的废水自流至二次中和槽,再投加石灰乳,石灰乳投加量由pH计自动控制,使二次中和槽出口溶pH值为9～11;在二次中和槽废水出口处投加3号凝聚剂(投加浓度为10 mg/L),处理废水自流至浓密机,进行絮凝、沉淀;上清液自流至澄清池,传统的石灰中和处理重金属废水流程如下： 石灰一段中和及氢氧化钠二段中和时，各种重金属去除率随pH不同而沉淀效果不同，不同的金属的溶度积随PH不同而不同。同一PH所以对重金属的沉淀效果不一样，而废水中的重金属通常不只一种，根据重金属的含量在进水时把配合调到某金属在较低ph溶度积最高时对应的PH。加石灰乳进行中和反应，沉淀废水中的大部分金属。上清液进入下一个调节池，进入调节PH ，进入二次中和反应池，除去剩余的重金属离子。 1.2 石灰中和沉淀的优缺点 采用石灰石作为中和剂有很强的适应性,还具有废水处理工艺流程短、设备简单石灰就地可取,价格低廉,废水处理费用很低,渣含水量较低并易于脱水等优点，但是,石灰中和处理废水后,生成的重金属氢氧化物———矾花,比重小,在强搅拌或输送时又易碎成小颗粒,所以它的沉降速度慢。往往会在沉降分离过程中随水流外溢,又使处理后的废水浊度升高,含重金属离子仍然超标。要求废水不含络合剂如C N 一、N H 。等, 否则水中的重金属离子就会和络合剂发生络合反应, 生成以重金属离子为中心离子以络合剂为配位体的复杂而又稳定的络离子, 使废水处理变得复杂和困难。已沉降的矾花中和渣泥的含水率极高(达99%以上),其过滤脱水性能又很差,加上组成复杂、含重金属品位又低,这给综合回收利用与处置带来了困难,甚至造成二次污染。此外，渣量大，不利于有价金属的回收，也易造成二次污染II。用石灰水处理的重金属废水。由于不同重金属与OH的结合在同一PH下不同,同一金属在不同PH下的溶度积不同。所以，用传统的石灰法处理重金属含量较多的复杂的废水，显然不行，首先某些重金属不能达标排放，其次，处理废水中含钙比较多。在冶炼厂，很难循环使用。 二、硫化沉淀法
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910198662.7 (22)申请日 2019.03.15 (71)申请人 农业农村部环境保护科研监测所 地址 300191 天津市南开区复康路31号 申请人 新疆农业大学 (72)发明人 孙约兵 闫翠侠 徐应明 迪娜·吐尔生江 王林 梁学峰 (74)专利代理机构 北京鼎佳达知识产权代理事 务所(普通合伙) 11348 代理人 王伟锋 刘铁生 (51)Int.Cl. B01J 20/30(2006.01) B01J 20/20(2006.01) C09K 17/02(2006.01) B09C 1/00(2006.01) (54)发明名称 一种可吸附固定重金属铅离子的吸附剂及 其制备方法和应用 (57)摘要 本发明是关于一种可吸附固定重金属铅离 子的吸附剂及其制备方法和应用，其制备方法， 包括：将新鲜的鸡粪收集后，自然风干，进行除 杂、粉碎、过筛、烘干；将所述烘干后的鸡粪装入 坩埚中，再放入马弗炉中，进行炭化，得到可吸附 固定重金属铅离子的吸附剂。本发明先对鸡粪进 行简单的预处理，然后在低氧条件下炭化即可得 到可吸附固定重金属铅离子的吸附剂，该制备方 法具有工艺简单，原料来源广泛、成本低廉、安全 性高、利废环保等优势。本发明选择鸡粪为原材 料，经过炭化制备成鸡粪生物炭吸附剂，对重金 属Pb 2+的吸附效果较好。本发明提出了“以废治 废”的治理污染新思路，很好的达到利废环保的 作用。权利要求书1页 说明书7页 附图5页CN 109939661 A 2019.06.28 C N 109939661 A
重金属水处理方法有哪些，小编我特意整理了一篇文章，希望对污水处理的小伙伴有一定的帮助。 离子交换法：利用离子交换剂中的可交换基团与溶液中各种离子间的离子交换能力的不同来进行分离的一种方法。这种方法广泛应用在工业废水的处理工艺钟，虽然说有效，但是也存在着不少的缺陷，如：1、会产生再生的废液2、周期比较长3、耗盐量比较大4、排除的大量含盐的废水容易引起管道的腐蚀。 吸附法：附法是利用多孔性固态物质吸附水中污染物来处理废水的一种常用方法。传统的吸附剂是活性炭，活性炭有很强的吸附能力，去除率高，但价格昂贵，应用受到限制。 化学法沉淀法：化学沉淀法是指向重金属废水中投放药剂，通过化学反应使溶解状态的重金属生成沉淀而去除的方法，化学沉淀法处理重金属废水具有工艺简单，去除范围广，经济实用等特点，是目前应用最为广泛的处理重金属废水的方法。 希洁重金属捕捉剂： 该产品通过多种螯合基团对重金属离子螯合，产生疏水性结构而沉淀；同时，在体型结构的高分子作用下，通过絮集和网捕作用显著提高沉淀速度和去除率，从而摆脱了线性螯合沉淀的缺点。适用于电镀、线路板、表面处理、电子等工业生产过程中排出的含重金属的废水。希洁产品优势： 能在常温和很宽的pH条件范围内完成反应过程，且不受重金属离子浓度高低的影响，能较好的沉淀废水中各种重金属离子，即使所处理废水中含有络合物成分，废水也能处理达标排放。和市场同类产品比较，该药在重金属离子的去除丶COD的去除丶絮凝效果等具有明显优势处理成本较低丶处理效果优良丶操作使用简便丶环保无毒等特点 使用范围广泛：适用于任何重金属离子的络合盐如柠檬酸丶酒石酸丶EDTA丶氯丶NH3丶络合铜废水的处理
几种吸附剂对水中铅离子的吸附性能介绍 [摘要]本文总结了吸附除铅技术的优势，对几种吸附材料对水中铅离子的吸附性能进行介绍，并对吸附除铅技术的前景进行了展望。 [关键词]吸附铅改性 铅是自然界分布很广的元素之一，在工农业生产中有着非常广泛的用途。铅和可溶性铅盐都有毒性，铅的主要污染源是蓄电池、冶炼、五金、机械、涂料和电镀工业等部门的排放废水。目前铅是危害最为严重的重金属离子之一，不容忽视。目前国内传统的处理铅离子的方法有：化学沉淀法，电解法，离子交换法，液膜法[1]等，但是这些方法受到原料的限制，处理的费用比较高，操作比较复杂而且会存在二次污染。难以得到广泛的应用。吸附去除法由于设备简单、占地面积小、操作容易、效果稳定、处理后废水可循环使用、可再生使用等优点而被广泛应用。目前国内外对低浓度含铅地下水的去除主要还是以吸附去除法为主，创新点主要是研究出高效环保的吸附剂[2]。 1不同吸附剂对水中铅离子吸附性能研究 1.1活性炭作为吸附剂 活性炭由于来源广泛、价格低廉、吸附性能好、易再生，在处理低浓度含铅地下水领域得到广泛的应用[3]。杨骏等[4]采用两种煤质活性炭对不同浓度铅离子废水进行吸附研究，获得了铅离子在活性炭上的扩散传质系统。肖乐勤等[5]采用HNO3和H2O2氧化改性后的活性炭纤维进行了铅离子吸附研究，结果表明：活性炭纤维的表面酸性基团由提高至2.89mmol·g/L，饱和吸附量较改性前提高了130%。曹福亮等[6]研究了银杏活性炭对水中铅离子的吸附效果，结果表明：银杏活性炭对铅的吸附量在200mg/g左右，吸附量受PH，离子浓度等因素的影响。李坤权等[7]采用磷酸分别棉秆和互花米草混进行活化，制备了植物基活性炭，两种活性炭对水中铅的吸附量分别为119mg/g和111mg/g。 1.2沸石作为吸附剂 沸石对水中铅离子的吸附效果较好，价格低。可大规模用于铅离子吸附性的研究。李雪峰等[8]采用ZSM-5沸石对水中铅离子进行吸附研究，结果表明：当沸石用量为40g/L时，铅离子的去除率可到到95%以上。施平平等[9]纳米级X-型沸石分子筛对水中铅离子进行吸附研究，结果显示，该材料最大吸附量达150 mg/g，吸附平衡时间为5min。沸石是较好的吸附材料，且无法再生后，还可作为生产水泥的原材料，进行二次利用。 1.3硅藻土用作吸附剂 硅藻土质轻、多孔、相对密度小、空隙率高、吸附能力强，储量丰富，是较
氨基凹土修饰电极示差脉冲阳极溶出法测定铅离子 1前言 1.1 重金属污染 若金属元素的原子密度超过每立方厘米五克，即可认为其是重金属。如铜、铅、锌、镉、铁、锰等，均属于重金属，共有四十五种。若水体内排入的重金属物质，无法结合自净能力将其净化，而最终导致水体的性质、组成等发生改变，影响水体内生物生长，并对人的健康、生活产生不良影响的，即属于水环境重金属污染。在工业、农业快速发展的同时，许多污染物被排入河流内，其中也包含重金属，最终导致水质恶化，也由此产生了一系列严重后果。不论是在何种环境中，重金属污染物的降解都极为困难，并且能够积累在植物、动物体内，并结合食物链不断富集，最终进入人体，对人体健康产生危害，这类污染物也是对人体产生最大危害的一种污染物。 1.2水环境中重金属的检测技术方法研究与发展 重金属污染能够不断富集，并最终对动植物、人体以及环境产生一定负面影响，具备潜在的危险性，因此这也是一个不容忽视的问题。工业污染是重金属污染的主要来源，企业的排放要达标，管理要严格，最为关键的是当前国家的管理机制尚未健全，仍需继续完善。在水环境监测工作方面，重金属检测工作能够为此提供一定依据。近年来，伴随着多种分析仪器的开发，重金属检测也逐步体现出准确性、灵敏度高等优势。 当前，对重金属进行检测的电化学方法主要有：伏安法、极谱法、电位分析法和电导分析法。 1.3 对铅离子的研究 铅可通过皮肤、消化道、呼吸道进入体内与多种器官亲和，对神经、血液、消化、心脑血管、泌尿等多个系统造成损害，严重影响体内新陈代谢，堵塞金属离子代谢通道，造成低钙、低锌、低铁，且导致补充困难。因此研究一种简单、准确和灵敏度高的铅测定方法具有重要意义。 目前铅的主要检测方法有：原子吸收光谱法，电感耦合等离子体原子发射光谱法，电感耦合等离子体质谱法，Ｘ射线荧光光谱法，分光光度法等。化学修饰电极测定重金属离子的方法也有报道，如植酸钠或石墨烯修饰玻碳电极测定铅，多壁碳纳米管修饰电极测定镉等，但这些方法的线性范围较窄，检出限较高。 凹土即凹凸棒粘土的简称，是一种稀有非金属矿产资源，它是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物。凹土的化学式为Mg5Si8O20(HO)2(OH2)4·4H2O，它的表面有可交换阳离子和活性羟基，同时拥有较大的表面积和较好的机械强度。因此，原始的凹土可作为重金属离子的吸附剂，有研究表明用有机试剂（例如：氨丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷）修饰凹土表面可以提高凹土的吸附能力和吸附选择性。 因此本文选取3-氨丙基三乙氧基硅烷（简称AEPTMS）来修饰电极。 2 实验部分 2.1 粘土矿物、化学试剂和化学仪器 精制凹凸棒粘土（粒径小于2 微米，）——简称凹土，是一种稀有非金属矿产资源，它是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物。 化学试剂：Pb(NO3)2（99%，分析纯），H2SO4(98%)，Pb(NO3)2 (99%，分析纯)，H2SO4(98%)，HCl(36%)，NaCl(99.5%)，HNO3(63%)，K3[Fe(CN)6]，Ru(NH3)6Cl3，In(NO3)3.H2O(99.99%)，Cd(NO3)2·4H2O(98%)，Cu(NO3)2·xH2O(99.99%)，T l NO3(99.9%)，Hg(NO3)2·H2O(≥99.99%)，
污泥基吸附剂对铅离子的吸附性能与机理研究 发表时间：2018-05-28T15:44:55.297Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第35期作者：张凯杰邢兆洁林勇澍[导读] 以某污水处理厂污泥为制备原料，采用化学活化法（ZnCl2为活化剂），制备污泥基吸附剂。 山东农业大学山东省泰安市 271018 摘要：以某污水处理厂污泥为制备原料，采用化学活化法（ZnCl2为活化剂），制备污泥基吸附剂。以铅离子为目标污染物进行去除实验，考察了活化剂浓度、固液比、热解温度、热解时间等对制备污泥基吸附性能的影响。通过spss第三类平方和分析实验，结果表明其对制备产物污泥基吸附剂性能的影响程度大小依次为：热解温度>热解时间>氯化锌浓度>固液比。由spss估计平均值可得污泥基催化剂的最佳制备条件为ZnCl2的浓度3.5mol/L、热解温度为500℃、热解时间为60min、固液比为1：2。关键词：剩余污泥，化学活化，ZnCl2，污泥基吸附剂，Pb2+去除率在城市化和工业化快速发展的今天，污水厂污泥的产生、储存、处理及资源化利用过程中均可能危害环境。同时伴随着污泥海洋处理的禁止以及严格填埋标准、农用标准的制定与实施，污泥的管理已经成为一个世界性的社会和环境问题。采用传统的处置方法，如土地填埋、焚烧等方式进行处理，相对于当今越来越严格化的环境标准，显然是不合适的。同时，随着资源短缺的加剧，人们开始寻找新的资源，而污泥由于其有机物、营养元素含量高等优点而日益受到关注。因此，如何解决污泥问题，并使其化废为宝，是一个具有重要意义的课题。 活性污泥是指活性污泥法处理工艺中，二沉池产生的沉淀物，扣除回流的那部分，剩余的部分称为剩余活性污泥。其中含有大量的水分、有机物、N、P等营养元素，以及重金属、病原菌等有害物质，同时富含有机碳，成分、产量高且易于获得，在适当条件下通过热解，可以使之转化为活性炭。 活性炭由于其独特的物理化学结构，其具有很强的吸附性能，同时也是理想的催化剂载体，被经常用于环境污染治理，是一种环保型吸附剂。但是，目前来看，商品活性炭通常由价格昂贵的原材料制备，诸如木材、稻壳或者煤炭、沥青等，生产成本较高，限制了其应用范围。于是，由剩余污泥制备污泥基活性炭催化剂的方法，因为原材料充足易得、价格低廉、绿色无害，成本低于商品活性炭，又为污泥的最终处置提供了一种资源化利用的新途径，而日益受到青睐。 其过程为污泥经过干燥脱水、粉碎和筛滤等过程变为细小的污泥颗粒，然后采用化学药品浸渍法，对该颗粒在一定温度下进行活化。之后进行烘干，再在空气中暴露一段时间后，在惰性环境下热解。最后再经过进一步的处理后，即制得高效的炭质催化剂。其制备过程与化学活化法制备污泥吸附剂大致相同，其主要区别就在于活化剂成分的不同。而活化剂的成分是决定此类催化剂效果的首要因素。 研究以剩余活性污泥为催化剂载体，ZnCl2作为活化剂活性组分，联合单因素实验研究活化方法、污泥与活化剂的比例（固液比）、热解温度、热解时间等，对研究所制备的吸附剂对Pb2+去除率的影响，确定最佳制备工艺，并对催化剂进行了应用分析及前景展望。旨在制备一种污泥基活性炭吸附剂剂，为剩余污泥的资源化再利用提供一种新思路。 1实验部分 1.1材料和仪器 剩余污泥粉末、ZnCl2溶液1、浓盐酸2、Pb（NO3）2溶液（30mg/L）。 101A-2型电热鼓风干燥箱、GSL-1500X型真空管式高温烧结炉、THZ-82水浴恒温振荡器、TAS-999石墨原子吸收分光光度计、80-1型离心机。 1.2 污泥基吸附剂的制备 取某污水处理厂污泥脱水车间的剩余污泥，先将污泥放入烘箱中，在110℃温度下恒温干燥脱水24h，直至烘干为止。然后将烘干的污泥放入粉碎机，1min取出研碎的干泥，用100目筛子筛滤，筛分出来的样品放入干燥器中干燥待用。 将粉末污泥与活化剂ZnCl2 溶液在坩埚内混合，将配好的混合液充分搅拌均匀后放入烘箱烘干活化7-8小时，待混合物完全干燥后取出，研磨至粉末状放入管式电阻炉中热解活化。活化主要是利用气体进行碳的氧化反应，由于碳化物的表面受到侵蚀，使炭化物孔隙结构更加发达的过程。在活化的过程中，下面两个阶段是同时发生的：新微孔的生成或闭塞孔的打开；细孔的扩大；相邻细孔的合并。 高温热解3-5小时后取出，取出后放在研钵中进行研磨，之后用500mL 10%浓盐酸酸洗，酸洗完成后用纯水清洗至pH为7。经过酸洗的活性炭催化剂孔隙率大大增加。干燥后研磨过筛，此时得到的活性炭即为成品活性炭吸附剂。 1.3 Pb2+吸附实验 将原料配比和热解条件不同的成品试样中加入100mL 30mg/LPb2+溶液，置于恒温振荡器（室温25℃）上振荡60min。吸附试验结束后，静置30min后取上清液，然后用滤纸过滤，过滤后取锥形瓶中部液体用石墨原子吸收分光光度计进行波长283.3nm吸光度检测，对应标线，计算每组试样的去除率。统计16组正交试验的实验数据，将结果代入spss进行显著性分析并计算最优制备条件。 2结果与讨论
在环境与人类健康领域，重金属主要指汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(cr)、砷(As)、铜(Cu)、锌(Zn)、钴(Co)、镍(Ni)等重金属。他们以不同的形态存在于环境之中，并 在环境中迁移、积累。采矿、冶金、化工等行业是水体中主要的人为污染源。重金属在食物链中的过量富集会对自然环境和人体健康造成很大的危害。 1．1 沉淀法 1．1．1 氢氧化物沉淀法 往重金属废水中加入碱性溶液，利用OH一与重金属离子反应生成难溶的金属氢氧化物沉淀，通过过滤予以分离。氢氧化物沉淀法包括分步沉淀法和一次沉淀法两种。分步沉淀法是分段加入石灰乳，利用不同的金属氢氧化物在不同的pH值下沉淀析出的特性，依次回收各金属氢氧化物。一次沉淀法则是一次性投加石灰乳，使溶液达到额定的pH值，从而使废 水中的各种重金属离子同时以氢氧化物沉淀的形式析出。 1．1．2 硫化物沉淀法 将重金属废水pH值凋节为一定碱性后，再通过向重金属废水中投加硫化钠或硫化钾等硫化物，或者直接通人硫化氢气体，使重金属离子同硫离子反应生成难溶的金属硫化物沉淀，然后被过滤分。由于金属硫化物的溶度积比相应的金属氢氧化物的溶度积小得多，因此。硫化物沉淀法比氢氧化物沉淀法具有更多的优点，比如沉渣量少，容易脱水，沉渣金属品位高，有利于金属的回收。可是硫化物沉淀法也有不足之处，比方说硫化物结晶比较细小，难以沉降，因而应用也不是很广。 1．1．3 还原一沉淀法 这种方法的原理是，用还原剂将重金属废水中的重金属离子还原为金属单质或者价态较低的金属离子，先将金属过滤收集，然后再往处理液中加入石灰乳，使得还原态的重金属离子以氢氧化物的形式沉淀收集。铜和汞等的回收可以利用这种方法。该法也常用于含铬废水的处理。较常使用的还原剂有硫酸亚铁、亚硫酸氢钠、铁粉等。 1．1．4 絮凝浮选沉淀法 通过添加絮凝剂使得重金属废水中的小胶体颗粒稳定性变差，聚集形成大颗粒胶体物质，最终通过重力作用沉淀下来。为增大胶体颗粒的尺寸，采用浮选的办法，用于将不稳定的胶体粒子变为固相絮凝物。这一浮选过程一般包括两个重要的步骤，一是调节pH值，二是加入含铁或铝盐的絮凝剂，以克服离子间静电排斥导致的稳定作用。 1．2 物理化学法 1．2．1 吸附法 (1)物理吸附法。活性炭是最早使用的吸附剂，也是目前使用最广泛的吸附剂。之所以能够进行物理吸附，是因为活性炭具有高的比表面积以及高度发达的孔隙结构。后来在此基础上又出现了活性炭纤维等衍生物，去除效率高，但价格比较昂贵。能够用于物理吸附的材料还有各种矿物质以及分子筛等。 (2)树脂吸附。环保是树脂吸附法的一个重要的特点t41，这种方法能够分离、纯化、回收重金属，效果显着。主要是由于树脂中含有各种活性基团，比较典型的有羟基、羧基、氨基等，能够与重金属离子进行螯合，因而这些功能性树脂材料能有效的吸附重金属离子。根据活性基团的种类不同，分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。 (3)生物吸附。近些年来，很多研究者将各种生物(如植物、细菌、真菌、藻类以及酵母)经处理加工成生物吸附剂，用于处理含重金属废水。生物体具有特定的化学结构以及成分特征，而生物吸附法的主要原理，就是利用生物体的这些特性来吸附溶于水中的重金属离子。生物吸附法具有几个特点：①生物吸附剂可以降解，一般不会发生二次污染；②来源广泛，容易获取并且价格便宜；③生物吸附剂容易解析，能够有效地回收重金属。 1．2．2 浮选法
1 化学沉淀 化学沉淀法是使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物的方法，包括中和沉法和硫化物沉淀法等。 中和沉淀法 在含重金属的废水中加入碱进行中和反应，使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离。中和沉淀法操作简单，是常用的处理废水方法。实践证明在操作中需要注意以下几点： （1）中和沉淀后，废水中若pH 值高，需要中和处理后才可排放； （2）废水中常常有多种重金属共存，当废水中含有Zn、Pb、Sn、Al 等两性金属时，pH值偏高，可能有再溶解倾向，因此要严格控制pH 值，实行分段沉淀；（3）废水中有些阴离子如：卤素、氰根、腐植质等有可能与重金属形成络合物，因此要在中和之前需经过预处理； （4）有些颗粒小，不易沉淀，则需加入絮凝剂辅助沉淀生成。 硫化物沉淀法 加入硫化物沉淀剂使废水中重金属离子生成硫化物沉淀后从废水中去除的方法。 与中和沉淀法相比，硫化物沉淀法的优点是：重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低，反应时最佳pH 值在7—9 之间，处理后的废水不用中和。硫化物沉淀法的缺点是：硫化物沉淀物颗粒小，易形成胶体；硫化物沉淀剂本身在水中残留，遇酸生成硫化氢气体，产生二次污染。为了防止二次污染问题，英国学者研究出了改进的硫化物沉淀法，即在需处理的废水中有选择性的加入硫化物离子和另一重金属离子（该重金属的硫化物离子平衡浓度比需要除去的重金属污染物质的硫化物的平衡浓度高）。由于加进去的重金属的硫化物比废水中的重金属的硫化物更易溶解，这样废水中原有的重金属离子就比添加进去的重金属离子先分离出来，同时能够有效地避免硫化氢的生成和硫化物离子残留的问题。2氧化还原处理 化学还原法 电镀废水中的Cr 主要以Cr6＋离子形态存在，因此向废水中投加还原剂将Cr6＋还原成微毒的Cr3＋后，投加石灰或NaOH产生Cr（OH）3 沉淀分离去除。化学还原法治理电镀废水是最早应用的治理技术之一，在我国有着广泛的应用，其治理原理简单、操作易于掌握、能承受大水量和高浓度废水冲击。根据投加还原剂的不同，可分为FeSO4法、NaHSO3 法、铁屑法、SO2 法等。 应用化学还原法处理含Cr 废水，碱化时一般用石灰，但废渣多；用NaOH 或Na2CO3，则污泥少，但药剂费用高，处理成本大，这是化学还原法的缺点。 铁氧体法 铁氧体技术是根据生产铁氧体的原理发展起来的。在含Cr 废水中加入过量的FeSO4，使Cr6＋还原成Cr3＋，Fe2＋氧化成Fe3＋，调节pH 值至8 左右，使Fe 离子和Cr 离子产生氢氧化物沉淀。通入空气搅拌并加入氢氧化物不断反应，