论文部分内容阅读
本文以板栗内皮作为吸附剂，对水溶液中的Pb2+和Cd2+进行了吸附研究。分别研究了吸附温度、吸附时间、溶液pH、起始重金属离子的浓度、板栗内皮投加量对Pb2+和Cd2+吸附的影响，探究了其热力学和动力学过程，用响应面分析法得出了最优的吸附条件。本文还对板栗内皮进行改性，以及利用辐照-吸附法对酸性溶液中的Pb2+和Cd2+进行了吸附。用红外光谱扫描的方法，探究板栗内皮表面对Pb2+和Cd2+产生吸附的活性基团。从实地采集水样，将板栗内皮用于实地水样中Pb2+和Cd2+的吸附。所得到的具体结果如下：（1）从单因素方面看，溶液的pH对吸附的影响大于其他几个因素，对于pH在3以下的酸性溶液去除率很低。响应面得到板栗内皮对Pb2+的最佳吸附条件为：吸附温度54.16℃，吸附时间6.50h，溶液pH值5.69；板栗内皮对Cd2+的最佳吸附条件为：吸附温度54.15℃，吸附时间7.00h，溶液pH值5.73。对Pb2+和Cd2+的最高去除率分别为98.32%和98.67%，最高吸附量分别达到41.18mg/g和29.98mg/g。Langmuir模型对板栗内皮对Cd2+的吸附符合拟合较好，Freundlich模型则对于板栗内皮对Pb2+的吸附拟合较好，板栗内皮对Pb2+和Cd2+吸附的动力学过程均符合二级动力学模型。（2）用顺丁烯二酸浸泡再利用辐照处理对板栗内皮进行改性，改性后的板栗内皮在pH=2的酸性溶液中对Pb2+的去除率由28.59%提高至85.84%。红外光谱扫描显示，板栗内皮表面存在众多活性基团对吸附产生主要作用。（3）辐照的方法能够提高pH=2的酸性溶液中板栗内皮对低浓度的Pb2+和Cd2+的去除率，其中6kGy辐照能够将Pb2+和Cd2+的去除率分别由28.59%和28.41%提高至67.58%和65.33%。此外辐照-吸附法用于板栗内皮对Pb2+的吸附，去除率可达到96.81%，接近于加热吸附的去除率。（4）溶液中存在的乙二胺四乙酸二钠和柠檬酸均会影响板栗内皮对Pb2+和Cd2+的吸附，其中加入乙二胺四乙酸二钠对Pb2+和Cd2+的去除率分别由98.32%和98.67%降为3.52%和1.92%，加入柠檬酸对Pb2+和Cd2+的去除率分别由98.32%和98.67%降为33.26%和29.43%。当Pb2+和Cd2+同时存在时，板栗内皮对Pb2+的吸附优于对Cd2+的吸附。溶液中存在的Mg2+、Na+、Ca2+均会与Pb2+和Cd2+产生竞争而影响吸附效果。实地采集的水样多为弱碱性，重金属浓度低，板栗内皮对实地采集水样中的Pb2+和Cd2+有不同的吸附效果，辐照的方法均可以提高板栗内皮对各地实际水样中Pb2+和Cd2+的去除率，最高可将对Pb2+和Cd2+的去除率分别由83.10%和42.73%提高至93.35%和76.82%，去除率提高最多的可比辐照前分别提高135.66%和156.75%。（5）板栗内皮的色素会与溶液中的少部分Pb2+和Cd2+生成沉淀，辐照可以提高脱色板栗内皮对Pb2+和Cd2+的去除率。