考虑到我国的农村生物资源相当丰富,几乎每年都有大量的草木灰产生,通过高温燃烧,将其中的有机质变为CO2释放之后,将产生大量的孔隙,有利于吸收金属离子。而草木灰作为一种生物吸附材料,为了研究类似这些产物的吸附性能,也有不少研究者做了大量的研究。王磊对稻壳灰进行改性之后对汞的去除率可以达到98.5%[10],李立清用谷壳灰吸附水中的二价汞能达到105.3mg·g-1[11]。通过借鉴前人的研究,笔者通过对香樟树叶的煅烧处理,得到了吸附剂草木灰。同时作为对比试验,笔者对甘蔗渣做了一定的改性处理,改变了甘蔗渣原有的物理化学性能,获得了一种吸附能力较好的新型吸附剂,用于吸附废水中的Cu2+,并且研究了多种因素对吸附性能的影响。主要目的是为了寻找一种吸附效率高的,价格低廉的吸附剂用于吸附废水中的重金属离子Cu2+。
基于以上考虑,本文采用了平衡吸附法研究草木灰对水中金属离子Cu2+的吸附动力学特征及其性能。为农业废弃物的循环利用和对水资源的保护奠定了良好的理论基础。
2 实验部分
2.1 仪器与试剂
仪器:上海跃进医疗器械有限公SHZ----B 水浴恒温振荡器;电感耦合等离子体仪;
X-射线衍射仪;STA 449 F3同步DSC-TG热分析仪
试剂:Cu(NO3 )2、HCl、NaOH、乙醇
2.2 制备方法
草木灰从校园中飘落在地的香樟树枯叶,洗净干燥剪碎,用马弗炉在不同的温度下煅烧4 h,草木灰PA-X,X表示被烧的温度。
甘蔗渣经自来水浸泡,洗净之后在100 oC的烘箱内烘干至恒重,然后粉碎,过40目筛。再用蒸馏水将粉末浸泡,溶解蔗糖,然后抽滤,将固体至130 oC烘箱中烘干至恒重。称取50.0 g经过预处理的甘蔗渣粉末,用250 mL无水乙醇,250 mL 0.40 mol/L的NaOH浸泡24 h后,将混合物水洗至pH值接近于中性,抽滤,再将固体至于100 oC烘箱内烘干6h。
2.3 吸附试验方法
在50 mL的锥形瓶中加入0.030 g的草木灰吸附剂和25 mL浓度大约为100 mg/L的Cu(NO3)2溶液,为防止实验过程中溶液体积有所改变,试验时密闭瓶口。然后,将锥形瓶放入水浴恒温振荡器中,震荡一定的时间后。振荡2 h,离心分离,取滤液在ICP中测定重金属离子平衡浓度,并计算吸附量q(mg/g)或吸附率Q(%)。
在50 mL的锥形瓶中加入0.10g的改性甘蔗渣吸附剂和25 mL浓度大约为20 mg/L的Cu(NO3)2溶液,后续处理过程同上。
2.3.1溶液pH试验
取含有Cu2+浓度为100mg/L的Cu(NO3 )2溶液25mL于锥形瓶中,加入0.030 g草木灰吸附剂,调节溶液的pH为3、4、5、7、9、11,在25 oC下恒温振荡2h,离心分离,取滤液测定其中的金属离子浓度。来,自|优;尔`论^文/网www.youerw.com
2.3.2 吸附时间试验
取含有Cu2+浓度为100mg/L的Cu(NO3 )2溶液25mL于锥形瓶中,加入一定量的吸附剂吸附剂,在25 oC的恒温条件下振荡不同的时间5min、10min、15min、20min、30min、60min、90min、120min,离心分离,取滤液测定其中的金属离子浓度。
2.3.3 吸附温度试验
取含有Cu2+浓度为100 mg/L的Cu(NO3)2溶液25 mL于锥形瓶中,加入0.030 g草木灰吸附剂分别在20oC、30 oC、40 oC、50 oC的条件下振荡2 h,离心分离,取滤液测定其中的金属离子浓度。
2.3.4 初始浓度试验
取0.030 g草木灰吸附剂放置于锥形瓶中,加入25 mL含不同浓度分别为50、100、150、200、250、300 mg/L,pH = 6的Cu2+溶液,在25 oC条件下,恒温振荡2小时,离心过滤,取滤液测定其中的金属离子Cu2+浓度。