活性炭明膠復(fù)合材料吸附鉛離子

　　活性炭明膠復(fù)合材料吸附鉛離子、農(nóng)化工、采礦、金屬加工等工業(yè)在環(huán)境中釋放過量鉛離子，對人類和動(dòng)物有害。因此，在將含鉛廢水排放到環(huán)境中之前，有必要對其進(jìn)行處理。由于活性炭具有多孔結(jié)構(gòu)、非常高的表面積、高容量和高吸附率，因此活性炭對重金屬離子的吸附性能得到了廣泛的應(yīng)用。

　　本期介紹了從水溶液和實(shí)際廢水樣品中吸附污染物的活性炭和明膠的組合。明膠是一種來自各種動(dòng)物副產(chǎn)品的可生物降解聚合物膠原蛋白。*近，活性炭明膠復(fù)合材料是由動(dòng)物組織的蛋白質(zhì)和粉末活性炭制成的，鉛離子的吸附是通過增加活性炭的量和比例來研究的。批量平衡和動(dòng)力學(xué)量平衡和動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)。此外，還研究了活性炭明膠復(fù)合材料從水溶液中去除鉛離子的吸附行為。

　　實(shí)驗(yàn)測試中的幾種方法

　　一、批量動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)。

　　在500毫克升濃度-1的鉛離子溶液中進(jìn)行動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)。通過使用0.1M HCl和NaOH鉛溶液的初始溶液pH調(diào)節(jié)至5.5。將0.15g添加活性炭明膠復(fù)合材料，含50種ml在連續(xù)搖動(dòng)鉛離子溶液的容器中。用注射器取出預(yù)定時(shí)間隔的1ml鉛濃度通過原子吸收分光光度法分析溶液樣品。

　　二、批量平衡實(shí)驗(yàn)。

　　對接觸時(shí)間、鉛離子初始濃度、活性炭明膠材料用量和溶液進(jìn)行批量平衡試驗(yàn)，獲得平衡等溫線pH。將0.15g添加活性炭明膠復(fù)合材料50種ml將混合物放入旋轉(zhuǎn)振蕩器中24小時(shí)。然后分析上清液的鉛離子濃度。所有實(shí)驗(yàn)一式三份，并報(bào)告平均值。為了研究pH使用0的影響.1M HCl和NaOH溶液的開始pH和*終pH調(diào)節(jié)至1.5至5.5之間的值。鉛離子濃度分析采用原子吸收分光光度法。

　　活性炭明膠復(fù)合材料的特點(diǎn)

　　掃描電子顯微鏡(SEM)獲得活性炭明膠復(fù)合材料的外表面。掃描電子顯微鏡和能量色散X射線光譜可用于元素組分的分布(SEM/EDX)通過掃描電子顯微鏡進(jìn)行映射分析，分別表示活性炭明膠復(fù)合材料中的形態(tài)和元素成分。通過BET測量表面積，發(fā)現(xiàn)活性炭明膠復(fù)合材料的窄孔分布和3.25nm平均孔徑。結(jié)果表明，吸附的珠粒為中孔(2-50nm)。零電荷點(diǎn)為4.5表明蓋材料的表面性質(zhì)是酸性的。圖1(a)和(b)中的SEM照片以20×和200×放大倍數(shù)拍攝，分別觀察形狀和表面形狀。SEM圖像顯示直徑約4 mm球形珠(圖1(a))。在較高的放大倍數(shù)下，還觀察到許多孔的粗糙表面。

　　(a)珠粒尺寸和(b)活性炭明膠復(fù)合材料外表面SEM照片。

　　顯示吸附鉛離子的前后(b)活性炭明膠復(fù)合材料EDX點(diǎn)映射。它可以提供元素分布映射的指示。藍(lán)色亮點(diǎn)表示吸附在活性炭明膠復(fù)合材料上的鉛離子，如圖2所示(b)所示。分布在吸附劑表面的高密度藍(lán)點(diǎn)顯示鉛離子的吸附效果。

　　吸附鉛離子前和(b)活性炭明膠復(fù)合材料吸附后(a)的EDX點(diǎn)映射。

　　pH吸附鉛離子對活性炭明膠復(fù)合材料的影響

　　溶液pH影響吸附劑表面官能團(tuán)的離子狀態(tài)，因此預(yù)期吸附是溶液pH依賴性的。通過評估在1.5-5范圍內(nèi)不同溶液的不同溶液pH圖3顯示了下面的吸附容量來研究效果。沒有超過初始pH值5.避免鉛離子沉淀。從圖2中可以看出活性炭明膠復(fù)合材料吸附劑的吸附容量(qe)隨溶液的pH增加值。在pH 在2和3之間觀察qe而在pH 4附近到達(dá)平臺。結(jié)果表明，活性炭明膠復(fù)合材料吸附劑適用于酸性廢水的處理。在低pH范圍內(nèi)，H 濃度高，促進(jìn)了吸附劑官能團(tuán)的質(zhì)子化，導(dǎo)致正電，導(dǎo)致鉛離子靜電排斥。此外，在低pH氫離子與鉛離子競爭吸附位點(diǎn)。

　　pH活性炭明膠復(fù)合材料對鉛離子吸附的影響?；钚蕴棵髂z復(fù)合材料劑量0.15g/50ml，溫度23±2℃，鉛濃度(a)50mgl-1和(b)200mgl-1。

　　本研究獲得的吸附結(jié)果表明，粉末活性炭和明膠組合獲得的吸附劑可作為從廢水中回收鉛離子的實(shí)用吸附劑?；钚蕴棵髂z復(fù)合材料是一種高效環(huán)保的吸附劑。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，即使在低初始濃度下，活性炭明膠吸附劑對鉛離子的吸收率也很高，濃度分布遵循偽二級動(dòng)力學(xué)模型。發(fā)現(xiàn)吸附容量是溶液pH依賴性較高pH在范圍內(nèi)獲得較高的容量。*高吸附效率約為90%。因此，活性炭明膠復(fù)合材料似乎非常適合從廢水中去除鉛離子。