2最佳吸附条件的研究'--壳聚糖对实验室废水中zn2最佳吸附

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1、2+最佳吸附条件的研究’〉壳聚糖对实验室废水中Zn2+最佳吸附条件的研究［摘要］目的探讨壳聚糖吸附处理重金属离子Zn2+的最佳工艺条件，以及再生后对其吸附性能的影响，以便为实际应用提供参考。方法建立实验室模拟废水，并采用壳聚糖对模拟废水中的微量重金属离子Zn2+进行吸附试验，观察不同pH值、壳聚糖用量、时间、温度下最佳吸附效果。结果在实验室条件下，壳聚糖对Zn2+最佳吸附条件是Zn2+溶液pH为6,壳聚糖用量为0.4g,时间30min,温度为35°C。结论壳聚糖对水中微量重金属离子有较好的吸附效果，可作为重金属离子的吸附剂用于实验室重金属离子废水的处理。［关键词］壳聚糖；重金属离子；吸附；

2、Zn24-［中图分类号］R-33［文献标识码］A［文章编号］1674-4721(2013)01(b)-0012-02壳聚糖(Chitosan)是甲壳素N-脱乙醜基的产物，又称脱乙酰甲壳素，是一种聚氨基葡萄糖线形高分子物质，其学名是(1-4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖，其结构式见1，一般而言，N-乙酰基脱去55%以上的就可称之为壳聚糖［1-4］。壳聚糖作为絮凝剂，具有天然、无毒、可降解的性质。壳聚糖的大分子链上分布着许多经基、氨基及一些N-乙酰氨基，可在酸性溶液中形成高电荷密度的阳离子聚电解质［5-8］，也可借助氢键或离子键来形成类似网状结构的笼形分子，其分子中的氨基和氨基相邻的羟基与

3、许多金属离子能形成稳定的螯合物，从而络合去除许多有毒有害的重金属离子［9-11］。因此，壳聚糖被认为是很有潜力的有机絮凝剂之一。1仪器与试剂1.1仪器电子天平，循环水真空泵SHZ-DIII,电热恒温水箱HHW21-420o1.2试剂壳聚糖(AR),ZnS04(AR),EDTA(AR),NaOH(AR),EBT(AR),二甲酚橙(AR)。2实验方法与结果2.1溶液的配制精密称定EDTA0.0100g,溶于100mL容量瓶中，配成0.01%的EDTA溶液；精密称定ZnS040.1000g,溶于1000mL容量瓶中，配成0.01%的ZnS04溶液。2.2实验方法2.2.1不同pH下的吸附过程分别

4、量取50mLZnS04溶液于5只锥形瓶中，每份各加入0.2g壳聚糖粉末，调节溶液的pH为3、6、7.5、9、10.5搅拌吸附30min，抽滤，其中pH为6的溶液以二甲酚橙为指示剂，滴定溶液由紫红色变为亮黄色，记录消耗的EDTA体积[12];其他几份溶液以EBT为指示剂，滴定溶液由紫红色变为纯蓝色，记录消耗的EDTA体积。见表1。可看出壳聚糖对Zn2+的吸附量受溶液的pH值影响较大，随着溶液pH值的升高壳聚糖对Zn2+的吸附量也增大，当pH=6时，达到最大值；然后，pH值再升高时，吸附量反而下降，这是因为Zn2+和溶液中H+对壳聚糖的吸附是相互竞争的。当溶液pH值低时，H+浓度较高，在与Zn

5、2+的竞争吸附中占优势，H+先与壳聚糖中-NH2形成-NH3+，使Zn2+丧失了与-NH2络合的机会，当溶液pH值升高时，H+浓度降低，这时Zn2+在吸附过程中占优势，优先被壳聚糖吸附，从而吸附量增加，但溶液pH值＞7.6时，Zn2+主要以Zn(0H)2形式存在，Zn2+浓度大幅减少，吸附量也随之减少。2.2.2不同量壳聚糖的吸附过程分别量取50mLZnS04溶液于4只锥形瓶中，依次加入0.2、0.4、0.8、1.6g壳聚糖粉末，搅拌吸附30min，抽滤，以二甲酚橙为指示剂，滴定溶液由紫红色变为亮黄色，记录消耗的EDTA体积。见表2。可以看出壳聚糖量较少时，随着量的增加，壳聚糖对Zn2+的

6、吸附量增大，壳聚糖质量为0.4g时是最大吸附量。当壳聚糖量过大时，由于大量壳聚糖分子结合在一起，使其结构变得致密有序，金属离子难以进入壳聚糖分子中被吸附，因此吸附量降低。2.2.3不同时间的吸附过程分别量取50mLZnS04溶液于6只锥形瓶中，每份各加入0.2g壳聚糖粉末，分别搅拌吸附10、20、30、60、90、120min,抽滤，以二甲酚橙为指示剂，滴定溶液由紫红色变为亮黄色，记录消耗的EDTA体积。见表3。从表3中可以看出，搅拌时间为30min时有最大吸附量，但随着时间的变化，吸附量的变化并不明显，可能是因为在30min是吸附已趋近饱和，再延长时间，金属离子与壳聚糖的络合速度已小于解

7、离速度，吸附量开始变小，但总体趋势变化不大。2.2.4不同反应温度的吸附过程分别量取50mLZnS04溶液于5只锥形瓶中，每份各加入0.2g壳聚糖粉末，在恒温水浴振荡器温度为25°C、30°C、35°C、40°C、45°C下振荡60min,抽滤，以二甲酚橙为指示剂，滴定溶液由紫红色变为亮黄色，记录消耗的E：DTA体积。见表4。温度对吸附量的影响并不大。在温度较低时，吸附量较低，随着温度的升高，吸附量有所增加，但并不明显。