活化玉米芯對水中Cd2+的吸附研究

姜依含+李薇

摘 要：研究了以活化玉米芯為吸附劑對水中的Cd2+的吸附效率，考察了投加量、初始濃度、PH值、吸附時間等對吸附效率的影響。結(jié)果表明：玉米芯吸附Cd2+最佳條件為投加量為0.5g、初始濃度為10mg/L、PH值為6～7、時間為3h；最大吸附率達(dá)到97%以上。以活化玉米芯作為吸附劑處理含Cd2+廢水是可行的。

關(guān)鍵詞：玉米芯；重金屬；吸附；原子吸收分光光度法；廢水

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.202

重金屬是指密度大于4.5g/cm3、相對原子質(zhì)量大于55的金屬，通常是指對環(huán)境危害較大的汞、鎘、鉻、鉛等幾種元素。重金屬廢水的處理有離子交換法、化學(xué)沉淀法、電化學(xué)等多種方法，但這些方法在濃度低于100mg/L 時，處理效率較低，成本很高[1]。生物吸附法利用廉價的生物材料對重金屬進(jìn)行吸附，尤其適宜低濃度的重金屬廢水的處理[2]。試驗(yàn)以玉米芯為吸附材料對水中Cd2+進(jìn)行了吸附研究。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 玉米芯活化處理

玉米芯經(jīng)粉碎過篩后，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的稀硝酸、1%的硫代乙醇酸和2.5%的乙二胺四乙酸鈉鹽各浸泡24 h，固液比均為1：5，然后過濾一去離子水沖洗一烘干一備用[3]。

1.2 儀器與試劑

86801型號PH計(jì)；HZQ-C型雙層空氣恒溫振蕩器；乙炔鋼瓶；WM-2H型無油氣體壓縮機(jī)；3510型原子吸收分光光度計(jì)；Zn、Cd空心陰極燈；硝酸、鹽酸、3CdSO4.8H2O等藥品試劑均為分析純。

1.3 靜態(tài)吸附試驗(yàn)

用移液管取100mL模擬廢水，轉(zhuǎn)入250 mI 碘量瓶中；通過吸附時間、初始濃度、吸附劑投加量、pH值等條件，將碘量瓶置于振蕩器中，室溫下振蕩、吸附一定時間，取其濾清液用原子吸收分光光度儀測定殘存的Cd2+的濃度。

Cd2+標(biāo)準(zhǔn)曲線：取6支100mL容量瓶，依次加入0；0.5；1；1.5；2；2.5mL儲備液（200mg/L），定容，用原子吸收分光光度計(jì)測定其的吸光度，繪出標(biāo)準(zhǔn)曲線。y=18.511x-0.0391；R2=0.991。

2 結(jié)果與討論

2.1 玉米芯的投入量對Cd2+吸附率的影響

試驗(yàn)測定結(jié)果見表1。

初始濃度20mg/L，pH為6～7之間，振蕩4小后過濾測定。從表1可見，隨著投入量的增加，玉米芯吸附Cd2+的效率逐漸提高；當(dāng)玉米芯投入量為0.5g的時候玉米芯對Cd2+的吸附率達(dá)到97%，接近吸附平衡。當(dāng)玉米芯投入量大于0.5g的時候玉米芯對Cd2+的吸附效率基本不變。玉米芯投入量在0.5-0.7g之間，玉米芯對Cd2+的吸附效果最佳。

2.2 初始濃度對玉米芯吸附Cd2+的效率的影響

PH為6～7，活化玉米芯0.5g，振蕩吸附4h測定。從表1可見，隨著Cd2+初始濃度的升高，玉米芯對Cd2+吸附率呈降低趨勢。當(dāng)Cd2+初始濃度為10 mg/L時玉米芯對Cd2+的吸附達(dá)到97.3%；而當(dāng)Cd2+初始濃度為60 mg/L時玉米芯對Cd2+的吸附降低為93.5%，吸附率仍然較高；這說明玉米芯對金屬離子的初始濃度吸附效率范圍比較廣。

2.3 pH值對玉米芯吸附Cd2+的影響

活化玉米芯0.5g，初始濃度為10mg/L，振蕩吸附4h后測定。從表1可見，隨著PH值的增加，玉米芯吸附Cd2+的效率也有一定的提高，在PH值為6的吸附效果最佳；然后隨著PH值升高吸附率趨于下降。可見溶液酸堿性都不利用吸附過程，均會導(dǎo)致吸附效果下降。

2.4 吸附時間對玉米芯吸附Cd2+效率的影響

活化玉米芯0.5g，初始濃度10mg/L，在PH值6-7之間。從表1可見，隨著吸附時間的升高，玉米芯對Cd2+吸附率呈現(xiàn)先升高后降低趨勢，但升降比較平緩。吸附時間為30min時玉米芯對Cd2+的吸附達(dá)到75.2%，吸附時間為3小時玉米芯對鎘離子的吸附率達(dá)到了97.1%，之后隨著時間增加吸附率有所下降；這說明吸附隨時間增加逐漸達(dá)到平衡后再增加吸附時間會發(fā)生解析現(xiàn)象，因此3h為最佳吸附時間。

3 結(jié)論

對鎘離子的吸附在投入量在0.5g時吸附基本上平衡，鎘離子初始濃度為10mg/L最佳吸附效率可以達(dá)到97.3%。吸附鎘離子的最佳PH值范圍在6-7。最佳吸附時間為3h。

活化玉米芯作為含鎘廢水的吸附劑，具有儲量大，來源豐富，價廉易得：穩(wěn)定性高，對Cd2+的去除效果明顯。因此在該領(lǐng)域開展研究及應(yīng)用具有廣闊前景，對環(huán)境治理也具有重大的意義[4]。

參考文獻(xiàn)：

[1]李曉森，盧滇楠，劉錚.采用廢棄農(nóng)林生物質(zhì)吸附和回收重金屬研究進(jìn)展[J].化工進(jìn)展，2012（31）：915-919.

[2]袁基剛，劉娟，任益平.生物吸附劑在廢水處理中的應(yīng)用[J].內(nèi)江科技，2010（12）：312-315.

[3]揭詩琪，喬麗媛，李明明等.改性生物質(zhì)材料對Cr（VI）fl-3吸附性能[J].中國有色金屬學(xué)報，2015（25）：1362-1368.

[4]李仕友，鄺應(yīng)林，謝水波等.改性膨潤土對廢水中染料的吸附[J].工業(yè)水處理，2012，32（08）：5-8.

作者簡介：姜依含（2000-），女，滿族，遼寧撫順人，學(xué)生。endprint