改性秸秆对矿山废水中铜离子的吸附性能研究.pdf

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1、第9卷第4期矿业工程2011年8月MiningEngineering57改性秸秆对矿山废水中铜离子的吸附性能研究郑天宇杨雪静宋君杨亚玲。(1．中南大学，湖南长沙410012；2．昆明理工大学，云南昆明650224)摘要：研究了经碱改性秸秆对废水中铜离子的吸附行为。考察了吸附剂用量、pH和反应时间对铜离子吸附容量的影响。同时用x射线衍射仪、扫描电子显微镜等表征手段，分析了样品合成前后表观形貌和晶体结构的变化。展望了改性秸秆的应用前景。关键词：改性秸秆；铜离子；吸附性能中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1671—855

2、0(2011)04—0057—04贡，粉碎过100目筛；氢氧化钠，五水硫酸铜；雷0引言磁PHSJ一4A实验室pH计；SHY一2A水浴恒温重金属的工业废水排人江河湖海，直接对渔业振荡器；75I型紫外分光光度计；布什漏斗；SHB和农业产生严重影响，并对人类生存和身心健康产一Ⅲ循环水式真空泵；BPZ一6033型真空干燥箱。生严重危害。重金属是一种永久性的污染物，它能实验试剂均为分析纯。在人体和生物体内积累，且无法被微生物讲解口]。——改性秸秆样品的合成。将50g秸秆与铜作为动植物所必需的微量元素，人体缺铜会造成0．1mol／L，l

3、000ml的NaOH在室温，转速为贫血、腹泻等症状，但过量的铜对人和动植物都有180r／min的条件下反应4小时后过滤，用水清洗，害。当水体含铜废水超过1．0mg／L时可使白色织直至pH为中性，再于50℃条件下干燥过夜。物染色，超过1．5mg／L时水有异味，较高浓度的——样品表征。用AdvanceD8型X射线衍射铜对生物体有毒]。因此，研究出一种可行的处理仪分析样品组成。实验条件为：Cu靶，K辐射方法显得非常必要。目前，从水中去除重金属离子源，管电压为50kV，管电流为50mA，2e范围从的方法主要有化学沉淀法、膜分离法、离

4、子交换5。～7O。。用S一3000N型扫描电子显微镜观察材料法、蒸发浓缩法、电解法、离子浮选法，在去除废的内部结构。用Q600型热重分析仪(TG)测定水中的重金属离子方面，这些方法普遍存在造价样品的热稳定性。高，效率低等问题_3]。我国是农业大国，秸秆资源——一吸附实验。铜标准溶液：用分析天平准确非常丰富，约占全世界秸秆总量的3O。秸秆是称取CuSO·5HO0．05g，用水溶解，移入一种天然的生物聚合物，主要成分是纤维素、半纤1000mL的容量瓶中，用水稀释至刻度后摇匀，维素和木质素，具有离子交换特性。本文利用秸秆此溶液含铜

5、离子为50mg／L。实验用水为蒸馏水。表面存在大量可改性的羟基，对秸秆进行碱化处每次取一定量浓度的铜离子溶液5Oml，放人理，制得一种新型、高效的吸附剂。采用制得的秸100ml锥形瓶中，加入一定量的改性玉米芯材料，秆对含Cu(Ⅱ)的矿山废水进行处理，考察其吸调节pH值，使用恒温振荡器，在一定温度下振荡附行为。吸附一定时间离心、过滤。以铜试剂(二乙基二硫1材料与方法代氨基甲酸钠盐)为显色剂，测定铜离子含量。吸附量Q的计算公式为：——试剂与仪器。实验用秸秆来自云南昆明呈Q===(C。一C)×V／(1)脱除率，7的计算公式为：基金

6、项目：大学生国家创新基金(091067445)。收稿日期：2011—03—18修回日期：2011—03—24卵一1O0×(C。一C)／c。(2)作者简介：郑天宇(1990一)，男(汉族)，云南人，中南大学资源与安全工程学院本科，研究方向为环境与安全。式中C。、c——分别为吸附前后溶液中铜离子的Fre2011年第4期郑天宇等改性秸秆对矿山废水中铜离子的吸附性能研究U59ndCh低，吸附剂表面的负电荷吸附位点也随之降低，正根据现有的实验数据，可采用Langmuir和电荷控制的吸附位点增加⋯。Cu本身带正电荷，Freundlich

7、等温吸附方程来研究Cu抖的吸附过程。234555当吸附剂表面所带的负电荷增多时，才利于吸附反Langmuir等温吸附方程]：应的进行。C／Q一1／()十C／q(3)式中c——溶液中铜离子的吸附平衡浓度，mmol／L；Q一吸附达到平衡时的吸附量，褂mmol／g；g——饱和吸附量，mmol／g；6——莲Langmuir常数。Freundlich等温吸附方程]：lnQ—inK，'+(1／n)InCe(4)pH值式中Kr、一为Freundlich常数。图5pH值对CU2吸附反应的影响由表1可知，Freundlich吸附等温式可较好地

8、2．3．4吸附等温线描述不同温度下的实验数据，主要由于Freundlich取吸附时间为8O分钟，分别在25、35和45经验方程模型认为被吸附物在吸附剂上的吸附是非℃条件下进行吸附实验。固定材料的用量，随着起巧(船钉O¨舵OU("未．．¨2均匀，各吸附活性点存在相互作用。在实验温度范始Cu浓