改性橘子皮對(duì)廢水中鈷鎳離子的吸附性能

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1、改性橘子皮對(duì)廢水中鈷鎳離子的吸附性能　　摘要：采用冰醋酸-Ca（OH）2制備了新型活化橘子皮生物吸附劑HCOP，借助掃描電鏡從微觀組織形態(tài)上對(duì)比了未改性橘子皮（OP）、冰醋酸-Ca（OH）2活化橘子皮（HCOP）2種不同的生物吸附劑；研究了HCOP用量、pH、吸附時(shí)間和溫度對(duì)HCOP吸附Co2+、Ni2+的影響，并討論了吸附動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)模式。結(jié)果表明，當(dāng)HCOP用量為5g/L、pH6.0的條件下，HCOP對(duì)2種離子的吸附速率均較快，符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。HCOP對(duì)Co2+、Ni2+的最大吸附量分別為44.58

2、、52.47mg/g，均符合Langmuir模型。在鈷、鎳二元混合體系中，HCOP對(duì)Ni2+的吸附選擇性大于Co2+，HCOP可通過(guò)用HCl洗滌再生后循環(huán)使用6次?！　￡P(guān)鍵詞：改性橘子皮；鈷；鎳；吸附效果　　中圖分類號(hào)：X703.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：0439-8114（2016）18-4675-04　　DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.18.014　　伴隨中國(guó)工業(yè)的快速發(fā)展，產(chǎn)生的大量重金屬?gòu)U水嚴(yán)重污染了環(huán)境。重金屬離子不可生物降解，會(huì)隨食物鏈進(jìn)入人體而對(duì)人類的

3、健康造成威脅。橘子皮由于其良好的吸附性能及環(huán)境友好的特征被廣泛關(guān)注[1-5]。本試驗(yàn)采用冰醋酸-Ca（OH）2乙?；男?，先用氫氧化鈣浸泡橘子皮247h，增加羥基官能團(tuán)，然后用冰醋酸改性浸泡后的橘子皮，采用回流裝置來(lái)加快反應(yīng)速度使反應(yīng)充分，得到新型活化橘子皮HCOP，研究其對(duì)Co2+、Ni2+兩種金屬離子的吸附性能，同時(shí)考察各種吸附條件對(duì)吸附過(guò)程的影響，并模擬吸附動(dòng)力學(xué)和吸附等溫模型?，F(xiàn)將試驗(yàn)結(jié)果報(bào)告如下?！　?材料與方法　　1.1儀器與試劑　　主要儀器有3510原子吸收分光光度計(jì)、酸度計(jì)（PHS-3C）、SH

4、A-C型往復(fù)式水浴恒溫振蕩器（江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司）、HI221型臺(tái)式酸度計(jì)（杭州雷磁分析儀器廠）、鼓風(fēng)干燥箱（DH6-9070A型、上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）、多功能食品粉碎機(jī)（鄭州天元環(huán)保機(jī)械有限公司）、JSM-6360LV掃描電鏡。主要試劑有CoCl2、Ni（NO3）2、HCl、HAC、Ca（OH）2等均為分析純?！　?.2冰醋酸-Ca（OH）2乙?；男蚤僮悠さ闹苽洹　?0g經(jīng)干燥過(guò)篩預(yù)處理后的橘子皮粉末于250mL的Ca（OH）2溶液（0.25mol/L）中攪拌24h，水洗至中性，靜止、

5、過(guò)濾，分離出橘子皮粉，用去離子水洗滌至中性，置于80℃干燥箱中烘干至恒重，得到冰醋酸-Ca（OH）2乙?；男蚤僮悠COP，干燥器中保存[6]?！　?.3HCOP吸附廢水中Co2+與Ni2+的試驗(yàn)方法　　在250mL錐形瓶中加入一定量的HCOP及100mL濃度為50mg/L的金屬離子（Co2+或Ni2+）溶液，調(diào)節(jié)溶液pH，密封瓶口后在一定溫度下于恒溫水浴振蕩器中振蕩一段時(shí)間，用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定濾液中金屬離子的平衡質(zhì)量濃度。計(jì)算吸附量和去除率，得到HCOP對(duì)金屬離子的最佳吸附條件。　　q=（C0-Ce）

6、V/W（1）7　　E=（C0-Ce）/C0×100%（2）　　式中，q為吸附劑單位質(zhì)量的吸附量（mg/g）；C0為金屬離子起始質(zhì)量濃度（mg/L）；Ce為吸附后金屬離子剩余質(zhì)量濃度（mg/L）；V為溶液體積（L）；W為吸附劑用量（g）?！　?結(jié)果與分析　　2.1吸附劑的表面電鏡SEM比較　　橘子皮改性前后表面形貌SEM如圖1所示。由圖1可見(jiàn)，改性后HCOP比改性前OP表面粗糙且形成了大量均勻的孔洞，可能是因?yàn)樵谟肅a（OH）2浸泡的過(guò)程中，中和了果膠等多余組分的同時(shí)，氫氧化鈣與冰醋酸反應(yīng)生成的羧酸根負(fù)電荷，破壞

7、了纖維結(jié)構(gòu)，從而使橘子皮表面變?yōu)槎嗫仔越Y(jié)構(gòu)，更有利于吸附過(guò)程的進(jìn)行。　　2.2HCOP吸附廢水中Co2+與Ni2+的最佳條件　　2.2.1pH在溫度為25℃，HCOP用量5g/L、振蕩速率120r/min條件下吸附20min，探討不同pH（2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0）條件下HCOP對(duì)M2+（Co2+或Ni2+）的吸附。由圖2可知，隨著pH的增大，吸附效率增大。當(dāng)溶液pH較低時(shí)，吸附劑表面帶正電荷，與金屬陽(yáng)離子相斥，且溶液中的H+會(huì)與金屬陽(yáng)離子競(jìng)爭(zhēng)吸附劑表面的活性電位，因此吸附率降低；隨著pH

8、的升高，吸附劑表面負(fù)電荷增多，且溶液中H+濃度降低，這些均有利于陽(yáng)離子的吸附，因此，吸附效率增大。其中，HCOP對(duì)Co2+與Ni2+的最大去除率均出現(xiàn)在pH6.0左右，且對(duì)Ni2+的去除率較高，因此以下試驗(yàn)控制水樣pH為6.0?！　?.2.2HCOP用量在溫度為25℃，pH6.0、振蕩速率1207r/min條件下吸附20min，測(cè)定在100mLM2+（Co2+或Ni2+）溶液中不同量（