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《不同化学法合成施氏矿物吸附Cr（Ⅵ）机理机制研究》篇一一、引言施氏矿物作为一种重要的天然矿物材料，因其独特的物理化学性质，在环境治理、水处理等领域具有广泛的应用前景。
其中，施氏矿物对重金属离子，尤其是Cr（Ⅵ）的吸附性能尤为突出。
然而，传统施氏矿物的制备方法往往存在合成过程复杂、能耗高、产量低等问题。
近年来，不同化学法合成施氏矿物已成为研究热点，通过优化合成工艺和调控反应条件，可提高其吸附性能。
本文将针对不同化学法合成施氏矿物吸附Cr（Ⅵ）的机理机制进行深入研究。
二、不同化学法合成施氏矿物的制备与表征1. 制备方法本部分主要介绍不同化学法合成施氏矿物的具体方法，包括原料选择、反应条件、合成工艺等。
重点阐述各种方法的优缺点及适用范围。
2. 矿物表征利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、比表面积测定等手段，对不同化学法合成的施氏矿物进行表征，分析其晶体结构、形貌特征及比表面积等物理性质。
三、Cr（Ⅵ）吸附性能研究1. 吸附实验设计设计一系列吸附实验，探究不同化学法合成的施氏矿物对Cr （Ⅵ）的吸附性能。
包括实验条件（如pH值、温度、Cr（Ⅵ）浓度等）的选择及实验操作流程。
2. 吸附机理分析通过动力学实验、热力学实验、吸附等温线实验等手段，分析不同化学法合成的施氏矿物对Cr（Ⅵ）的吸附机理。
探讨表面电荷、离子交换、配位作用等在吸附过程中的作用。
四、施氏矿物吸附Cr（Ⅵ）的机理机制研究1. 表面性质分析通过X射线光电子能谱（XPS）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）等手段，分析施氏矿物的表面性质，包括表面官能团、表面电荷分布等。
探讨这些性质对Cr（Ⅵ）吸附的影响。
2. 反应动力学与热力学研究通过研究反应动力学和热力学参数，揭示施氏矿物吸附Cr （Ⅵ）的反应速率、反应热及焓变等，进一步揭示吸附机理。
3. 模型构建与验证基于实验结果，构建施氏矿物吸附Cr（Ⅵ）的机理模型。
通过对比实验数据与模型预测结果，验证模型的准确性和可靠性。
碳羟磷灰石对水中Cr(Ⅵ)的吸附研究黄雅莉;李畅【摘要】饮用水中铬含量超标将导致致畸、致癌、致突变.文章以废弃的鸡蛋壳为原料、尿素为添加剂,采用水热合成法合成新型的碳羟磷灰石吸附剂,用以处理含铬废水.研究了 pH、吸附剂投加量、吸附时间、六价铬初始质量浓度、反应温度等对吸附含铬废水中六价铬效果的影响.结果表明:室温下,不调节原水pH,吸附剂投加量为4 g/L,吸附时间为20 min左右,对初始浓度为50 mg/L的模拟含铬废水其吸附容量达到0.26 mg/g.%Excessive chromium content in drinking water will lead to teratogenesis,carcinogenesis and mutagenesis. Using hydrothermal method,a new process for carbonate hydroxyapatite(CHAP) synthesis by eggshell waste and urea was studied for treating the hexavalent chromium from waste water. Some influencing factors such as pH,dosage of adsorbent, contact time,initial concentration of hexavalent chromium and contact temperature in wastewater which might influence the adsorption performance were investigated. The results showed that when the pH of raw water was not adjusted,the dosage of adsorbent was 4 g/L, the adsorption time was 20 min at room temperature, the adsorption capacity of simulated chromium containing wastewater with initial concentration of 50 mg/L was 0.26 mg/g.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2018(046)005【总页数】3页(P74-76)【关键词】含铬废水;吸附剂;碳羟磷灰石【作者】黄雅莉;李畅【作者单位】江苏久力环境股份科技有限公司赣州分公司,江西赣州 341000;江西理工大学,江西省矿冶环境污染控制重点实验室,江西赣州 341000【正文语种】中文【中图分类】X703.1含铬废水的工业来源主要是含铬矿石的加工冶炼、冶金、金属表面处理、皮革鞣制、印染、颜料等行业。
《废菌渣活性炭对水中Cr（Ⅵ）吸附及再生研究》篇一摘要：本文通过实验研究废菌渣活性炭对水中Cr（Ⅵ）的吸附性能及再生过程。
首先，对废菌渣活性炭的制备方法及性质进行阐述，接着分析其对水中Cr（Ⅵ）的吸附效果，最后探讨其再生过程及再生后对Cr（Ⅵ）的吸附性能。
研究结果表明，废菌渣活性炭具有较好的吸附性能和再生能力，为水处理领域提供了一种新的、环保的吸附材料。
一、引言随着工业的发展，重金属污染问题日益严重，特别是水体中的重金属铬（Cr）污染已成为环保领域的关注焦点。
六价铬（Cr （Ⅵ））具有极强的毒性和致癌性，因此有效去除水中的Cr（Ⅵ）是水处理领域的迫切需求。
活性炭作为一种传统的吸附材料，具有来源广泛、制备简单、吸附性能强等优点，因此本研究选用废菌渣活性炭作为吸附剂，对其吸附Cr（Ⅵ）的性能及再生过程进行研究。
二、废菌渣活性炭的制备与性质废菌渣活性炭的制备主要采用生物质废料（如废菌渣）为原料，经过碳化、活化等工艺制成。
其表面具有丰富的孔隙结构，比表面积大，有利于吸附水中的重金属离子。
此外，废菌渣活性炭还具有较好的化学稳定性、无毒无害等优点。
三、废菌渣活性炭对水中Cr（Ⅵ）的吸附研究（一）实验方法本实验采用静态吸附法，将废菌渣活性炭与含Cr（Ⅵ）的水溶液混合，在一定温度下进行吸附实验。
通过改变活性炭的投加量、溶液pH值、温度等条件，研究各因素对吸附效果的影响。
（二）实验结果与分析实验结果表明，废菌渣活性炭对水中Cr（Ⅵ）具有良好的吸附性能。
随着活性炭投加量的增加和溶液pH值的降低，Cr（Ⅵ）的去除率逐渐提高。
此外，温度对吸附效果也有一定影响，一般在一定范围内温度升高有利于提高吸附速率和去除率。
通过SEM、BET等手段对吸附后的活性炭进行表征分析，发现其表面有明显的Cr（Ⅵ）沉积现象，表明其具有良好的吸附能力。
四、废菌渣活性炭的再生研究为了降低生产成本和延长废菌渣活性炭的使用寿命，本部分对其再生过程进行研究。
《不同化学法合成施氏矿物吸附Cr（Ⅵ）机理机制研究》篇一一、引言施氏矿物作为一种具有独特结构的天然矿物质，近年来在环境保护、水处理等领域中得到了广泛的应用。
其中，施氏矿物对重金属离子，尤其是Cr（Ⅵ）的吸附性能尤为突出。
本文旨在探讨不同化学法合成施氏矿物在吸附Cr（Ⅵ）过程中的机理与机制，以期为施氏矿物在环境治理中的应用提供理论支持。
二、文献综述近年来，施氏矿物的合成方法及对重金属离子的吸附性能得到了广泛的研究。
不同的化学法合成施氏矿物，其结构、性质及对Cr（Ⅵ）的吸附能力存在差异。
目前，关于施氏矿物吸附Cr （Ⅵ）的机理，多数学者认为涉及静电作用、配位交换及表面络合等过程。
然而，具体机制仍需进一步研究。
三、实验方法本文采用三种不同的化学法合成施氏矿物，分别命名为A法、B法和C法。
在实验室条件下，研究各样品对Cr（Ⅵ）的吸附性能，并通过SEM、XRD、FTIR等手段分析其结构与性质。
四、实验结果1. 合成施氏矿物的结构与性质通过SEM观察，三种方法合成的施氏矿物在形态上存在差异。
XRD分析表明，各样品的晶型结构有所不同。
FTIR结果表明，各样品表面存在不同的官能团，可能影响其对Cr（Ⅵ）的吸附。
2. Cr（Ⅵ）的吸附性能在实验室条件下，各样品对Cr（Ⅵ）的吸附性能存在显著差异。
A法合成的施氏矿物具有较高的吸附能力，B法和C法则相对较低。
这可能与各样品的结构、性质及表面官能团有关。
3. 吸附机理与机制通过分析各样品在吸附过程中的电荷变化、离子交换及表面络合等现象，发现施氏矿物吸附Cr（Ⅵ）的机理涉及静电作用、配位交换及表面络合等多种过程。
其中，A法合成的施氏矿物由于具有较高的比表面积和丰富的表面官能团，因此在吸附过程中表现出较高的活性。
五、讨论本文研究结果表明，不同化学法合成的施氏矿物在结构、性质及对Cr（Ⅵ）的吸附性能上存在差异。
这可能与合成过程中涉及的化学反应、温度、压力等因素有关。
在吸附过程中，静电作用、配位交换及表面络合等多种机制共同作用，使得施氏矿物能够有效地吸附Cr（Ⅵ）。
纳米四氧化三铁对Cr（VI）溶液吸附效率的研究金属铬广泛应用于电镀、纺织、印染、造纸、医药、冶炼、电解等行业，这些行业均产生大量的工业废水，由于不合理排放，经常导致严重的水质污染问题。
铬在自然界中主要以Cr（VI）和Cr（III）两种形态存在，相对来说，Cr（VI）毒性较强，是Cr（III）的100倍，有致癌、致畸和致突变作用。
如何治理Cr（VI）污染问题已经引起政府及环境工作者的關注和重视。
传统修复Cr（VI）污染的传统方法主要有：吸附法、化学沉淀法、生物修复法等[2-4]，但它们存在操作繁琐、成本高、效率低和二次污染等问题。
而其中，吸附方法由于其高效性和低选择性、且操作简单，一直沿用至今。
常用的吸附剂有活性炭、粘土矿物质、天然和人造高分子材料、生物质等等。
但是再生成本高、效率低、操作困难等缺点制约了它们在实际工程中的应用。
近年来，纳米四氧化三铁作为一种新型吸附剂受到了越来越多的关注。
它不但具备了纳米材料比表面积大、反应活性高等优点还结合了四氧化三铁的磁性特征，这使得重金属的回收利用得以简单实现，杜绝了二次污染等问题。
再加上其再生简便、成本低和高效等优点，使得关于纳米四氧化三铁这种优异吸附剂的研究更加引人注目。
该研究采用共沉淀方法制备纳米四氧化三铁，考察其对Cr（VI）溶液的处理效率。
1 材料与方法药品：FeCl3·6H2O（天津科密欧），FeCl2·4H2O（北京化工厂），浓氨水（北京化工厂），Cr（VI）标准溶液（国家标物中心）仪器：磁力搅拌器AM-3250B（AUTO *****），pH计（HACH），可见分光光度计723C，恒温摇床（上海一恒）。
1.1 纳米四氧化三铁的制备用化学共沉淀法制备Fe3O4纳米粒子[7-9]。
将 1.0gFeCl2·4H2O和2.6 g FeCl3·6H2O用100 mL去离子水溶于250 mL三颈圆底烧瓶中，通氮气保护，加热至80 ℃后快速搅拌，同时缓慢滴加28 mL氨水，反应30 min后用永久磁铁吸附生成的Fe3O4颗粒，弃去上清液，残余物用去离子水和甲醇洗涤数次得黑色沉淀物Fe3O4颗粒。
改性小麦秸秆生物炭对水中Cr（Ⅵ）的吸附性能1. 引言1.1 研究背景小麦秸秆是一种丰富的农业废弃物资源，其在传统处理方式中存在着废弃和污染土壤等问题。
而生物炭作为一种高效吸附材料，具有大孔结构、高比表面积和丰富的官能团等特点，可以有效地吸附水中重金属离子。
Cr（Ⅵ）是一种常见的有毒重金属离子，广泛存在于工业废水中，对环境和人类健康造成潜在威胁。
传统的生物炭制备方法通常使用单一的原料，但其吸附性能有限。
改性小麦秸秆生物炭的制备可以通过在制备过程中引入一些活性物质或表面改性剂，以增强其吸附性能。
因此，研究改性小麦秸秆生物炭对水中Cr（Ⅵ）的吸附性能，有助于提高其在水处理领域的应用潜力，减少重金属离子对环境和人类健康的影响。
尽管已有一些研究表明生物炭对Cr（Ⅵ）具有一定的吸附能力，但对于改性小麦秸秆生物炭的Cr（Ⅵ）吸附性能研究尚未深入。
因此，本研究旨在探究改性小麦秸秆生物炭对水中Cr（Ⅵ）的吸附特性，为其在水处理领域的应用提供科学依据。
1.2 研究意义小于2000字。
Cr（Ⅵ）是一种常见的有害重金属离子，具有强烈的毒性和致癌性，对环境和人类健康造成严重威胁。
目前，许多工业生产过程中会产生大量的Cr（Ⅵ）废水，如电镀、皮革制造和化工等行业。
寻找一种高效、低成本的方法去除水中的Cr（Ⅵ）变得至关重要。
通过研究改性小麦秸秆生物炭对水中Cr（Ⅵ）的吸附性能，可以为寻找一种低成本、高效的Cr（Ⅵ）废水处理方法提供新思路。
研究结果对于提高改性生物炭的吸附性能、探究吸附机制以及拓展其在其他重金属离子吸附领域的应用具有一定的参考价值。
2. 正文2.1 制备改性小麦秸秆生物炭制备改性小麦秸秆生物炭是本研究的关键步骤之一，其制备过程需要经过多道工艺流程。
选取优质小麦秸秆为原材料，通过碎解和筛选等前处理步骤，将秸秆进行初步清洁和粉碎。
接着，在高温下对秸秆进行热处理，使其经过干馏和热解，去除杂质物质和挥发性物质，得到初步生物炭产物。
改性小麦秸秆生物炭对水中Cr（Ⅵ）的吸附性能摘要：本实验采用改性小麦秸秆生物炭作为吸附剂，研究了其对水中Cr（Ⅵ）的吸附性能。
通过扫描电镜、傅里叶变换红外光谱和比表面积分析等手段对改性小麦秸秆生物炭的性质进行了表征。
结果表明，经过改性处理的小麦秸秆生物炭具有较高的比表面积和孔隙结构，能够有效吸附水中的Cr（Ⅵ）。
进一步研究发现，改性小麦秸秆生物炭对水中Cr （Ⅵ）的吸附符合Langmuir等温吸附模型，吸附过程受温度和pH值的影响较小。
本研究为利用生物炭材料处理水中重金属离子污染提供了重要参考。
关键词：改性小麦秸秆生物炭；Cr（Ⅵ）；吸附性能；重金属离子；水处理引言重金属离子是工业废水、矿山排放和农业污染等活动的副产品，其高浓度排放对环境和人体健康构成严重威胁。
铬（Cr）是一种常见的重金属元素，其在水中主要以两种价态存在，即Cr（Ⅵ）和Cr（Ⅲ）。
在这两种态的铬中，Cr（Ⅵ）具有较高的毒性和迁移性，对生态环境和人体健康构成潜在危害。
研究和开发高效的吸附剂用于水处理中Cr（Ⅵ）的去除具有重要意义。
生物炭是由生物质在高温无氧条件下制备的一种多孔炭质材料。
其具有较高的比表面积和孔隙结构，能够有效吸附各种物质，包括重金属离子。
生物炭被广泛应用于水处理、土壤改良和废物处理等领域。
由于生物炭本身的吸附特性有限，为了提高其吸附效果，需要对其进行改性处理。
本实验采用小麦秸秆为原料制备生物炭，并对其进行表面改性处理，以提高其对水中Cr（Ⅵ）的吸附性能。
通过表征分析和批量吸附实验，研究了改性小麦秸秆生物炭对水中Cr（Ⅵ）的吸附性能及其吸附机理，为生物炭在水处理中的应用提供了实验基础。
实验方法1. 实验材料和仪器小麦秸秆：采自当地农田，经过烘干和粉碎处理后制备生物炭。
氢氧化钠（NaOH）、盐酸（HCl）：分析纯试剂，用于改性处理和调节溶液pH值。
扫描电镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）：用于对生物炭的形貌和功能团进行表征。
核桃壳和改性柚子皮对水中Cr(VI)的吸附特性研究摘要：六价铬离子是一种危害极大的重金属离子污染物常规混凝一沉淀、生化法处理含铬废水难以达到排放标准。
本实验选取吸附法为研究方向，并选择核桃壳和柚子皮作为吸附剂，以展开活性炭吸附重金属离子的研究。
本研究采用自行配制的重铬酸钾溶液进行实验，分别进行了核桃壳和柚子皮吸附Cr(VI)的最佳震荡时间、最适吸附剂的投加量、最适金属溶液的初始浓度及最佳pH 值的探究实验。
结果表明：当pH=5，Cr6+初始浓度为35μg/ml，吸附时间为45min，吸附剂的投加量为6g/L时，柚子皮的吸附效果最佳，去除率达到99．88％。
对于Cr(VI)浓度为20mg/L的50mL水样，当温度为25℃，介质 pH值为1．0、吸附时间为180min处理废水时，核桃壳的吸附效果最佳，Cr(VI)的去除率可以达到99．3％。
关键词：吸附；Cr(VI)离子；核桃壳；改性柚子皮Study on Adsorption Of Cr(VI) in Water by Modified Shaddock Peel and Walnut ShellsAbstract:The influences of factors such as pH value，contact time，adding dosage of adsorbent and Cr6+ initial concentration on the adsorption results were discussed through the adsorption experiment on shaddock peel modified by isopropano1．The results indicated that modified shaddock peel had good adsorption to Cr6+．The optimal conditions of absorption were as follows：the value of pH was 5。
文章编号:100926094(2003)0120025205多种材料对重金属C r(V I)的吸附性能研究Ξ赵 勇, 魏国良, 魏晓慧(河南农业大学环境系,河南郑州450002)摘 要:本文以废物资源化为目的,以寻找廉价而有效的吸附材料为出发点,分别对活性炭、粉煤灰、蛭石、蜂窝煤渣、废酵母等五种材料吸附C r(V I)的效果进行了实验。
结果表明:(1)每种吸附剂的剂量与铬去除率之间均成正相关关系,铬的去除率随吸附剂用量的增加而增加;(2)作为参照物的活性炭吸附效果最好,对C r(V I)的去除率可达99.78%,而啤酒酵母、改性蜂窝煤渣、粉煤灰、蛭石的最大吸附量分别可达到活性炭最大吸附量的94.84%,52.37%,45.11%,37.67%;(3)所选用实验材料的吸附性能由优到劣的排序为:啤酒酵母>改性蜂窝煤渣>粉煤灰>蛭石。
关键词:环境工程学;吸附材料;C r(V I);废水;固体废物;污染;啤酒酵母中图分类号:X13112 文献标识码:A0 引 言随着我国电镀、皮革、染色、金属酸洗和铬酸盐等工业的迅猛发展,大量含铬废水的排放对环境的污染日益严重。
铬易被人体吸收并在体内蓄积,有致癌危险[1,2]。
高浓度含铬废水的处理方法通常采用化学沉淀法和电解法。
上述方法的主要缺点为处置费用较高、能源消耗量大,C r(V I)还原不完全等。
而低浓度含铬废水常用离子交换树脂处理,但也存在处置费用高的问题[2,3]。
为克服这些缺点,近年来人们逐渐将目光投向操作简单、投资省的吸附处理法。
因此,来源广泛、价格低廉、去除效率高的新型吸附材料的开发应用日益成为研究重点。
以活性炭作为吸附剂在处理含铬废水中已得到广泛应用。
工业用粉末活性炭不仅生产过程中污染严重;产品在使用过程中也存在过滤困难,吸附容量小,耗用大量优质原材料,生产成本较高,价格昂贵的问题。
因而限制了它的广泛应用[4]。
开发新型廉价吸附材料成为环保界研究的热点。
其中利用生物吸附材料、粘土矿物、多孔性结构的废弃物作吸附剂是近年来研究最多的三大重点。
据报导,微生物(酵母、曲霉、青霉和毛霉属),粘土矿物(膨润土、硅藻土、麦饭石等),固体废弃物(炉渣、粉煤灰、蜂窝煤渣、锯沫等)均具有较好的吸附性;但以上材料对C r (V I)吸附的相关研究,报导较少。
为此,本文选取啤酒酵母、蛭石、粉煤灰、蜂窝煤渣作为吸附实验材料,与活性炭置于相同的条件下,探讨了其对高浓度C r(V I)吸附性能。
1 材料与方法1.1 实验材料1)活性炭粉末(北京活性炭厂);2)啤酒酵母(取自郑州奥克啤酒厂);3)蛭石(产地河南南阳);4)粉煤灰(取自郑州市热电厂);5)蜂窝煤渣(取自居民生活炉灶)。
1.2 仪器1)UV755B型分光光度计;2)TH Z-82气浴恒温振荡器;3)T GL-16GB小型通用离心机;4)P W-100型电动粉碎机,60目尼龙网筛;5)101-3-BS自动恒温干燥箱;6)1 10000电子天平;7)精密pH计。
1.3 试剂1)6.89g L高质量浓度铬储备液,0.5g L铬标准溶液;2)酸碱调节液:0.5%稀H2SO4,0.5%稀N aOH;3)1%HCL溶液,1mo l L HCL溶液,95%乙醇,二次蒸馏水。
1.4 样品预处理1.4.1 粉碎过筛将蜂窝煤渣与蛭石分别粉碎,过60目筛。
活性炭与粉煤灰,去除杂物后直接过60目筛。
1.4.2蜂窝煤渣的改性处理蜂窝煤渣的主要成份为硅、铝氧化物,其结构特征为多孔性物质,具有一定的比表面,有吸附活性。
但使用过程发现,煤渣吸附容量较小,需要经常更换,给使用造成很大麻烦。
为此,需对蜂窝煤渣进行表面改性处理。
改性方法为[6]:取粉碎好的60目煤渣250g,加入500mL浓度为1mo l L的HCL溶液中,室温浸泡24h,过滤,然后用蒸馏水洗至滤液的透光率在97%以上(以蒸馏水作参比),过滤烘干,再用95%乙醇洗至透光率在97%以上(以95%乙醇作参比),在105℃下烘干2h,放入干燥器中备用。
1.4.3 啤酒酵母的预处理将压滤过的块状废酵母置于烧杯中,先用1%HCL溶液洗,过滤,再用二次蒸馏水洗,洗去营养离子,过滤后于烘箱中80℃烘2h,取出放在冰箱中备用。
1.5 实验方法准确配置浓度为0.689g L的高质量浓度含铬溶液(模拟电镀废水样[1])供实验使用。
取0.689g L的铬溶液50mL于250mL锥形瓶中,加入第3卷第1期2003年2月安全与环境学报 Jou rnal of Safety and Environm en tV o l.3,N o.1Feb,2003Ξ收稿日期:2002209205作者简介:赵勇(1971-),男,副教授,从事污染生态及环境工程方面的研究。
吸附剂,调pH 值,恒温(25℃)搅拌,离心(180r m in ,15m in ),取其清液,稀释4倍(其中活性炭例外,因受分光光度计检出限的限制,活性炭吸附后的上清液采取直接测量的方法),用452nm 的光线为入射光[1],1c m 石英比色皿,测其吸光度,在标准曲线上找到其对应浓度,根据公式(C 0-C n ) C 0×100%计算铬的去除率。
2 结果与讨论2.1 活性炭对Cr (V I )的吸附取0.689g L 铬溶液50mL 若干份,分别加入3g ,4g ,5g ,6g ,7g 活性炭粉末,其中每种剂量做3个平行样与1个空白样。
调节pH =4[8],恒温振荡吸附30m in ,测上清液吸光度,结果见图1。
图1 活性炭用量与铬去除率的关系F ig .1 The relation sh ip between the amoun t of active charcoal and theratio of re mov i ng chro m iu m从图1可以看出,铬的去除率随活性炭投加量的增加而增加。
当活性炭投加量增至5g 时,铬去除率的增加明显加剧,使用7g 以上的吸附剂即可使铬的去除率接近100%。
活性炭优良的吸附性能是被实验多次证明的事实,但实验中同时也发现,活性炭的沉降性能与其它吸附材料相比较差,这便给实际应用中固液分离过程造成一定困难;因此,如何改变活性炭的物理化学性状以增强其沉降性能,也是活性炭吸附效果有待解决的一个问题。
2.2 啤酒酵母对Cr (V I )的吸附与活性炭操作方法相同,取0.689g L 铬溶液50mL 若干份,加不同剂量的备用酵母,调pH =2[2],恒温振荡,离心,取清液稀释4倍,测其吸光度,结果如图2。
图2 酵母菌用量与铬去除率的关系F ig .2 The relation sh ip between the amoun t of yeast bacter i a and theratio of re mov i ng chro m iu m 从图2可以看出,投加适当剂量的酵母菌,可获得较理想的去除效果,且酵母菌的投加量与铬去除率之间有较强的相关性,随酵母菌用量的增加,铬去除率显著提高,并在实验所选取的3～7g 范围内,均处于显著提高阶段。
由于投加量超过7g 溶液混浊,不利于固液分离,实践中无法应用,因此研究已无实际意义。
2.2.1 吸附机理从重金属生物吸附机理分析,吸附去除重金属的主要环节为:重金属离子→吸附剂固液边界层→吸附剂表面→吸附剂微孔→与活性位点结合从而被除去。
对酵母菌除C r (V I )机理的研究认为[2],该吸附过程包括氧化还原反应和离子交换。
由水溶液中C r (V I )不同形态的平衡常数得到的形态分布图说明,C r (V I )的主要存在形态为HC rO 4-和C rO 42-,pH <4时HC rO 4-为主要形态,pH >7时C rO 42-为主要形态。
以HC rO 4-或C rO 42-为主要形态均会发生上述反应。
假定HC rO 4-吸附在生物材料表面以离子交换和氧化生物材料方式进行。
由于吸附发生了阴离子交换,当pH 升高时,体系不能提供足够的H +使反应右移,因此吸附能力下降。
当pH 太低,有足够的H +,HC rO 4-可吸附于生物体表面,但会发生氧化还原反应,产生的C r3+通过阳离子交换与H +竞争结合点,H +离子浓度在低pH时远大于C r 3+浓度,所以低pH 时对C r 3+的吸附能力很低。
故酵母菌的吸附过程存在一个最佳酸度。
本次实验测试pH 范围在1.0～8.0,实验证明pH =2时对C r (V I )吸附效果最好,即C r (V I )主要以HC rO 4-形式被酵母菌吸附。
而且在pH =2时,大量存在的常见离子,如N a +,Ca 2+,M g 2+,C l -等对吸附影响不大,说明酵母菌对重金属离子的吸附有一定的选择性。
2.2.2 吸附性能提高方法除常见的吸附温度、时间、pH 值等因素对吸附效果影响较大以外,生物吸附剂的处理方法对吸附剂的性能也产生较大影响。
国内学者曾对啤酒酵母用喷雾干燥、乙醚、酶、碱四种不同方法进行处理,四种方法相比较结果是[5]:经乙醚处理的菌体较大地提高了吸附性能,说明细胞壁中所含的脂类对吸附无重要作用,并且脱脂后,增加了细胞壁的通透性,使其暴露出更多的活性位点,增进了菌体的吸附性能。
而经酶处理和碱处理的菌体吸附性能下降,且与其蛋白质含量的下降相对应。
可见,细胞所含蛋白质对吸附起重要作用。
因此,可以采用乙醚处理法或其它能够增强细胞壁通透性而不影响其蛋白质含量的处理方法改善酵母菌的吸附性能。
酸碱预处理对吸附量产生不同的影响。
在实验条件下,经过N aOH 预处理的啤酒酵母的吸附量有所下降,经过HC l 预处理的啤酒酵母的吸附量有所增高。
对大多数吸附过程而言,系统pH 是影响吸附量的决定因素,但金属吸附量与pH 值之间并不呈简单的线性关系,通常有一最佳pH 值范围。
在任何极限pH 条件下都会降低吸附量,尤其是在pH 值较低的情况下。
由于吸附发生了阴离子交换,当pH 升高时,体系不能提供足够的H +使反应右移,因此吸附能力下降。
pH 调节后尽管可以提高酵母的吸附性能,但是也造成废水pH 的减低,不符合排放标准;因此要在重金属铬吸附后,对废水采用廉价的石灰调节酸碱度,使其pH 到6以上,达到水质排放标准。
2.2.3 吸附平衡曲线按相同的操作方法,取相同量的酵母菌于比色管中,分别加入不同浓度的C r (V I )溶液,维持pH 为2。
计算吸附后溶液62安全与环境学报第3卷第1期中C r (V I )浓度,酵母菌的吸附平衡曲线可以用langm u ir 模型来描述这种等温吸附过程,公式为C f q =C f q ∞+1q ∞b 式中 C f 为吸附平衡时溶液中离子的质量浓度,m g L ;q 为吸附量,m g g ;b 为与金属和生物吸附剂之间亲和性相关的常数,L m g ,q ∞为饱和吸附量。
