腐植酸對(duì)重金屬離子吸附性能探究

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1、腐植酸對(duì)重金屬離子吸附性能探究摘要：本實(shí)驗(yàn)研究了pH值、吸附時(shí)間、吸附劑量、初始濃度等因素對(duì)腐植酸吸附Cu2+、Pb2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+吸附性能的影響，同時(shí)研究了腐植酸對(duì)單、多種金屬離子的吸附性能。為腐植酸作為重金屬?gòu)U水治理提供技術(shù)工藝上的參考。關(guān)鍵詞：腐植酸；吸附；重金屬離子中圖分類(lèi)號(hào)：V252.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：前言隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展，工業(yè)污染日益嚴(yán)重，重金屬污染則是工業(yè)污染中最顯著的問(wèn)題。重金屬具有毒性大、容易被生物富集和生物放大、不易被微生物降解等特性［1］。對(duì)水體中重金屬的有效處理，是降低生物鏈中動(dòng)植物體內(nèi)重金屬

2、含量的的關(guān)鍵。目前人們采取的治理廢水重金屬離子的傳統(tǒng)方法主要有化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物法［2］。其中吸附法可在更廣泛的pH值范圍內(nèi)去除重金屬，而活性炭?jī)r(jià)格高，吸附性能低，選擇低價(jià)高吸附性能的重金屬吸附劑成為治理重金屬?gòu)U水的研究方向之一。腐植酸(HumicAcid)結(jié)構(gòu)中有較多的炭基、竣基、醇務(wù)基、酚釋基和甲氧基等活性官能團(tuán)，能與重金屬發(fā)生強(qiáng)烈的吸附作用、絡(luò)合作用、氧化還原作用，使廢水中的重金屬得以轉(zhuǎn)化、遷移、降低其毒性［3］。本實(shí)驗(yàn)我們研究了腐植酸對(duì)不同重金屬離子的最佳吸附條件和吸附性能，同時(shí)比較了腐植酸對(duì)單、多種離子的吸附性能。二、實(shí)驗(yàn)部分2

3、.1實(shí)驗(yàn)儀器與試劑實(shí)驗(yàn)儀器：pHS-3C實(shí)驗(yàn)用pH計(jì)、ZR4-6混凝試驗(yàn)攪拌機(jī)測(cè)試儀、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀（ICP-OES）、G2X-9070MBE數(shù)星鼓風(fēng)干燥箱、FA2004N分析天平。實(shí)驗(yàn)試劑：硝酸銅、硫酸鐮、硫酸鋅、重鎔酸鉀、硝酸鉛、鹽酸、和氫氧化鈉，各試劑均為分析純；腐植酸（工業(yè)純）：廣州俊爵化工有限公司提供。2.2實(shí)驗(yàn)步驟在1000ml燒杯中加入500ml去離子水，稱(chēng)適量金屬鹽溶于上述去離子水中，攪拌使其充分溶解，用2.Omol/L的鹽酸溶液和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH,取20ml溶液檢測(cè)吸附前溶液中的金屬離子濃度；稱(chēng)適量的腐植酸

4、于上述溶液中，攪拌吸附2h,待溶液澄清后取上層清液20ml溶液檢測(cè)吸附后溶液中的金屬離子濃度，計(jì)算腐植酸的吸附性能。三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析3.1腐植酸對(duì)單種重金屬離子的吸附性能實(shí)驗(yàn)中重金屬的初始濃度1000mg/L,腐植酸在不同pH值條件下對(duì)單種金屬離子的吸附結(jié)果見(jiàn)表lo表1不同pH值條件下腐植酸的飽和吸附量從表1可以看出，隨著pH的升高，腐植酸對(duì)四種金屬離子的飽和吸附量逐漸增大。因?yàn)樵诘蚿H值條件下，存在較多的H+與金屬離子產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)吸附。但兩性金屬在pH值偏高情況下，會(huì)產(chǎn)生再溶解，使吸附量反而降低，所以腐植酸不宜用于PH值過(guò)低和過(guò)高的重金屬?gòu)U水中

5、。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與其它研究者實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比：（劉波濤）不同產(chǎn)地［4］的工業(yè)腐植酸顆粒作為吸附劑，考察其對(duì)Ni2+、Cu2+、Zn2+、Cd2+、Pb2+、Hg2+.Fe2+、Cr3+等8種金屬離子的吸附效果，溶液中金屬離子的濃度為0.001mol/L,吸附劑用量為0.4g/L；江西萍鄉(xiāng)風(fēng)化煤腐植酸［5］吸附效果最好，pH=5,其對(duì)Cu2+,Ni2+,Zn2+,Cr3+,Cd2+,Pb2+,Hg2+,Fe2+的飽和吸附量分別為71.17、43.22、45.06、89.41、91.31、265.77、304.43、84.8mg/go本實(shí)驗(yàn)結(jié)果相對(duì)與資料數(shù)據(jù)

6、，由于本實(shí)驗(yàn)的初始離子濃度較資料實(shí)驗(yàn)的初始濃度高（lOOOmg/L）,不能完全比較。為了更好模擬工程項(xiàng)目中初始金屬離子濃度低（10-300mg/L）,同時(shí)存在多種離子，pH值偏低（2.5-6.5）,所以還需進(jìn)一步做低濃度金屬離子濃度的吸附量。3.2腐植酸對(duì)多種金屬離子的吸附性能實(shí)驗(yàn)中各重金屬的初始濃度為1000mg/L,腐植酸在不同pH值條件下對(duì)多種金屬離子的吸附結(jié)果見(jiàn)表2。表2不同pH條件下的四種金屬離子飽和吸附量從上表可以看出：在多種重金屬離子混合溶液中，隨著pH增高，腐植酸對(duì)Cu2+的吸附量下降，對(duì)Ni2+、Zn2+、Cr6+的吸附量則增

7、加；同時(shí)可知，對(duì)多種金屬離子同時(shí)吸附的吸附量較吸附單種離子的吸附量低，對(duì)多種離子的吸附之和又較吸附單種離子的吸附量大；在此多金屬離子混合溶液中，腐植酸對(duì)Cr6+的選擇吸附能力最強(qiáng)。由于金屬離子本身性質(zhì)的差異性，用一種腐植酸對(duì)不同金屬離子的吸附也存在很大差別[6]oBaruach[3]等人利用電勢(shì)滴定法研究腐植酸與金屬離子形成絡(luò)合物的能力，認(rèn)為腐植酸對(duì)電負(fù)性大的金屬離子有更大的吸附能力。此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，腐植酸不僅在單一組分溶液中對(duì)金屬離子有很好的吸附性能，在多組分溶液中對(duì)金屬離子還存在一定的選擇吸附。而且對(duì)選擇吸附的金屬離子比單一溶液中的吸附量大，而

8、對(duì)不選擇吸附的金屬離子比單一溶液中的吸附量還要小。3.3吸附條件對(duì)腐植酸吸附性能的影響本實(shí)驗(yàn)研究了pH值，吸附時(shí)間，吸附劑用量，重金屬初始濃度四個(gè)吸附