盐酸羟胺改性柚皮吸附剂的制备及对Cu^2+吸附性的研究.pdf

第23卷第4期
北京石油化工学院学报
Vol 23 No4
2015年12月
Journal of Beijing Institute of
Dec,2015
Petro-chemical Technology
盐酸羟胺改性柚皮吸附剂的制备及
对C2吸附性的研究
刘仁植
信阳师范学院华锐学院理工系,河南信阳464000)
摘要:用盐酸羟胺改性柚子皮制备一种新型的生物质吸附剂,通过模拟废水吸附试验研究了其对
u2+的去除效果。从模拟废水的pH、吸附时间、吸附剂用量和反应温度4个方面分别考察了改性袖子
皮吸附剂对铜离子去除的影响。以溶液的吸光度和电导率来表征吸附性能。实验结果表明:吸附反应
间、吸附剂加入量、反应温度和模拟废水的pHI等4个因素对吸附剂性能均有明显影响,其中当Cu2
的初始质量浓度为100mg/L,温度为35C,溶液pH=4,吸附剂质量为吸附剂/吸附质质量的15%,吸
附时间为25min时,吸附率最高。
关键词:盐酸羟胺;改性柚子皮;铜离子;吸附
中图分类号:TQ016
文献标志码:A
石油化工、电子生产等工业会产生大量含性桔子皮吸附Pb+;华琳烂等用NaOH改
有重金属离子的废水及废渣,这些重金属污染性的大豆皮吸附剂吸附Cu2+;沈士德等的采用
物无法自行分解,一且进入生物圈循环会对人袖皮粉吸附水中Cr+;赵清华等用柑桔皮渣
体和环境产生不可逆转的破坏,如Cu2+会损害生物吸附剂吸附Ni2+;周晖等10”用柚子皮吸附
人体肝功能,Ni2+会引起神经衰弱,代谢系统污水中的Cu2-和Zn2+;刘敬勇等?用ZnCl2
紊乱,Cd2+影响人体肾功能等。吸附法作为
改性柚子皮吸附水中Pb2+,均取得良好的吸附
种重要的物理化学方法在重金属处理中应用广效果。在国际上,Garg等用甘蔗渣作为原
泛。但传统的吸附剂价格昂贵,操作不便,因而料吸附水中N2-,吸附率可达70%; Marshall
开发廉价高效的水处理吸附剂是吸附研究的
等「13用NaOHー柠檬酸改性后的大豆壳吸附
个重要方面。
污水中的Cu2+,吸附容量可达到2.44mmol
传统处理废水中重金属离子的方法主要有g,且经过改性后的大豆壳不会改变溶液原有
离子交换法、活性炭吸附法2、反渗透膜分的蓝色;Wong等リ用NaOHー酒石酸改性后
离、共沉淀和氧化还原法等,这些方法不的稻売吸附Pb+和Cu+,其吸附率可达75%;
仅成本高,对重金属离子的再生和回收难,而且 Hameedl 15J用菠萝蜜皮吸附水中的亚甲基蓝;
般只适用于浓度较高的重金属废水,对质量Chia, Hao Lin等l用香蕉皮、茶叶、柚子皮和
浓度低于100mg/L.的废水处理效果并不好。聚醚砜的混合物吸附水中的亚甲基蓝和甲基紫
与传统吸附剂相比,废弃农作物以其丰高的微等有机染料; Mehmet EA等用柚子皮吸附
孔结构,比表面积大,不溶于水,易回收等独特水中的活性艳蓝一11染料,都证明这些农业
优势,在重金属污水处理及回收方面越来越受废弃物具有良好的吸附性。
到国内外研究者的青睐,如梁莎等的用化学改
纵观國内外柚子皮在吸附领域的应用和技
术发展,国外用柚子皮作为吸附剂吸附水中染
收稿日期:2015-05-28
基金项目:河南省高等学校重点科研项目(15B150014);华锐
料等有机物发展的较为成熟,但用于重金属离
学院校级青年项目(2014qn32)
作者简介:刘仁植(1986-),硕士,讲师,研究方向为表面吸
子的吸附却鲜见报导119,国内对柚子皮的改
F,E-mail:tizhizhu(@126.com
性主要集中于ZnC12等无机盐,及柠檬酸
北京石油化工学院学报
2015年第23卷
酒石酸等有机酸?。笔者首次利用盐酸羟胺温度、溶液pH、吸附剂用量等因素对吸附性能
改性柚子皮制备吸附剂,并初步探究了吸附时的影响。
间、吸附剂用量、反应温度和溶液pH等因素对
取适量Cu2模拟废水于洁净的锥形瓶中,
吸附率的影响。
调节pH=6左右,加入一定量改性柚子皮吸附
1实验部分
剂,放于恒温水浴振荡器中振荡一定时间。达
到吸附平衡后,经离心机离心,取其上清液,用
1.1仪器与试剂
原子吸收分光光度计在323nm处测其吸光
DDS-11A型电导率仪;AA2630原子吸度,并测其电导率。作图并计算吸附率。
收分光光度计;FA2004B型电子天平;SHA
根据A=edc可知,溶液吸光度与离子浓
B型双功能水浴恒温振荡器;XTP-500A型高度成正比,故吸附率计算式如下
速多功能摇摆粉碎机;101A-2B型电热鼓风
CC
×100%
100
于燥箱;SHZーD()循环式真空泵;TGL
15B离心机
其中,A。和c分别是溶液初始吸光度和初始
异丙醇、无水乙醇、O.01mol/LHAe、盐酸浓度,A和c分别是吸附平衡后的吸光度和
经胺、100mg/L的CuSO,溶液,以上试剂均为
浓度。
分析纯。
2结果与讨论
2实验原理
柚子皮表皮及内部含有丰富的微孔结构,
测得Cu2溶液初始吸光度A。=0.023,初
比表面积巨大,其主要成分包括糖类及纤维素始电导率为6。=91.4S/m。
等,含有COOH、-(OH等活性基团,这些基2.1反应时间对吸附的影响
团可以和多种重金属离子发生络合反应而被吸
反应时间对吸附性能的影响如图1所示
附,因而可应用于重金属离子的处理。盐酸羟
由图1(b)和1(c)可知,随着吸附时间的延长,
胺(NH2,OH?HCID的结构中也含有羟基和氨溶液吸光度和电导率总体呈下降趋势,说明此
基。笔者借助于化学改性手段用盐酸羟胺对其时溶液中离子的浓度和离子数量均减少,吸附
进行改性,以期增强柟子皮的吸附性能。
81.9
-?-?--
根据朗伯比尔定律A=ebc(其中A为溶液
5.6
的吸光度,e为朗伯比尔系数,b为比色皿的直
径,c为溶液浓度)可知,溶液吸光度A与浓度
63.0
成正比,吸光度A越小,说明离子浓度越小,对
01020
应的电导率值越小,即溶液中离子数目越少。
()吸附率
所以,以吸光度和电导率数值作为吸附性能的
317.5
评价指标
实验方法
曰315.0
e3125
1.3.1政性柚子皮吸附剂的制备
取一定量新鲜健康的柚子皮,用蒸馏水洗
310.0
01020304050607
净、晾干,60℃下烘干至恒重。粉碎、过筛,待
t/rin
用。称取上述柚子皮粉末20g和盐酸羟胺10g
(b)电导率
于洁净干燥的锥形瓶内,加人300mL异丙醇,
置于60C的恒温水浴振荡器下反应12h。抽
0.115
滤,滤渣用无水乙醇和蒸馏水洗涤,直至滤液
0.092
pH>5。将滤渣在60℃下烘干,冷却,即得改
0.069
性柚子皮吸附剂。
0203040506070
1.3.2吸附实验
e)吸光度
利用控制变量法分别考察吸附时间、吸附
图1吸附时间对吸附性能