改性農(nóng)業(yè)廢料對PVC生產(chǎn)廢水中鉛離子的吸附處理試驗(yàn)研究

李智慧 蔡敏敏（邵陽學(xué)院生物與化學(xué)工程系，湖南 邵陽 422000）

農(nóng)業(yè)肥料花生殼中含有大量的纖維素類和多酚類物質(zhì)，經(jīng)酸性甲醛、高猛酸鉀、硝酸改性后可作為吸附劑用于PVC 廢水的凈化處理。農(nóng)業(yè)廢料作為生物吸附劑用于吸附有較大的比表面積和高空隙率、含較多吸附官能團(tuán)（羥基、羧基、酰胺基、磷酰基等）[1]，可以通過離子交換或螯合等方式吸附重金屬離子，同時原材料廣泛，價格低廉，無二次污染。許多學(xué)者對纖維素改性吸附金屬離子的研究已經(jīng)有了相當(dāng)不錯的效果[2-5]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

SF-200型粉碎機(jī)，江蘇泰興；101A-3型數(shù)顯電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海浦東；BP221S型電子天平，德國賽多利斯股份公司；JB-2型恒溫磁力攪拌器，上海雷磁新涇。

紫外可見分光光度計，試劑甲醛，高猛酸鉀，硝酸鉛，孔雀綠，碘化鉀，鄰苯二甲酸氫鉀，氫氧化鈉均為分析純，98%濃硫酸溶液，68%硝酸溶液。

1.2 農(nóng)業(yè)廢料改性

選用湖南省隆回縣花生殼作為改性原材料，經(jīng)烘干后打磨成粉備用。

稱取花生殼粉1g，置于25ml 圓底燒瓶，加入75g 甲醛硫酸混合液（0.1mol/L硫酸與甲醛的質(zhì)量比為5：1），65℃回流反應(yīng)1h后水洗至中性抽濾，70℃烘干。稱取花生殼粉1g，置于200ml燒杯，加入50ml 0.1%高錳酸鉀加熱反應(yīng)1h 后水洗至中性抽濾，70℃烘干。稱取花生殼粉1g，25ml圓底燒瓶，加入15ml，10%硝酸溶液，55℃反應(yīng)1h后水洗至中性抽濾，70℃烘干。

1.3 吸附劑化學(xué)結(jié)構(gòu)檢測

1.3.1 電鏡圖片表征

原材料

高錳酸鉀改性

1.3.2 BET比表面積分析

表面細(xì)度有明顯變化，比表面積有明顯改善，可以選擇為吸附劑進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)研究。

1.4 鉛離子吸附性能測定

對100mg/LPb2+溶液選用三種改性吸附劑進(jìn)行吸附反應(yīng)，采用分光度法測定吸附殘液剩余離子濃度[6]，分別研究九個實(shí)驗(yàn)條件下的吸附率，分析不同吸附劑吸附鉛離子的工藝條件（吸附時間、溶液pH、溫度、吸附劑量）

1.4.1 實(shí)驗(yàn)條件如左圖

Q 吸附劑對重金屬溶液的吸附率，%

C0溶液中離子濃度，mg/L，

C吸附反應(yīng)后溶液中剩余離子濃度，mg/L

實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析見下表（不同吸附劑在九個實(shí)驗(yàn)條件下的吸附率圖表）

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對25ml，100mg/L 鉛離子溶液進(jìn)行吸附處理，高錳酸鉀改性花生殼比未改性花生殼的吸附率平均高出38%，酸性甲醛改性花生殼比未改性花生殼的吸附率平均高出18%，硝酸改性花生殼比未改性花生殼的吸附率平均高出15%。

2 結(jié)語

經(jīng)過正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)可以知道，

花生殼的吸附最佳工藝條件是30℃，pH=6，吸附15min，吸附劑1g，影響其吸附效率的主要因素依次是，溶液pH 值＞吸附溫度＞吸附劑用量＞吸附時間。

高錳酸鉀改性花生殼的吸附最佳工藝條件是30℃，pH=4，吸附55min，吸附劑1g，影響其吸附效率的主要因素依次是溶液pH值＞吸附溫度＞吸附時間＞吸附劑用量。

酸性甲醛改性花生殼的吸附最佳工藝條件是吸附溫度20℃、溶液ph=4、吸附時間55min、吸附劑用量1.5g，影響其吸附效率的主要因素依次溶液pH 值＞吸附溫度＞吸附劑用量＞吸附時間。

硝酸改性花生殼的最佳工藝條件是吸附溫度20℃、溶液pH=4、吸附時間55min、吸附劑用量0.5g，影響其吸附效率的主要因素依次是吸附時間＞溶液pH值＞吸附溫度＞吸附劑用量。

[1]金寶丹.纖維素改性及其吸附重金屬離子的應(yīng)用研究[D].遼寧：遼寧工程技術(shù)大學(xué)，2010.

[2]李山，趙虹霞.硝酸改性花生殼對Pb2+的吸附研究[J].化學(xué)與生物工程，2007，24（3）：36-38.

[3]雷娟.高錳酸鉀改性對花生殼吸附Cd2+和Pb2+的特性和機(jī)理的影響[D].廣州：華南理工大學(xué)，2014.

[4]廖朝東、廖正福.花生殼的綜合利用研究（一）—花生殼改性制備重金屬吸附劑初探[J].廣西師范學(xué)院學(xué)報，2004，21（1）：68-70.

[5]林芳芳.改性花生殼對水中Cd2和Pb2+的吸附特性研究[D].廣州：華南理工大學(xué)，2011.

[6]吳霖生，任煒.分光光度法水相快速測定鉛[J].滁州學(xué)院學(xué)報，2008，10（5）：65-66.