酸化松木粉對(duì)廢水中重金屬離子Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)吸附的動(dòng)力學(xué)研究

閻 華，王 會(huì)，黃升謀，李云捷，吳進(jìn)菊，于 博*，李玉奇

(1.湖北文理學(xué)院化學(xué)工程與食品科學(xué)學(xué)院，湖北 襄陽(yáng) 441053；2.襄陽(yáng)市中心醫(yī)院，湖北 襄陽(yáng) 441053)

【研究意義】在工農(nóng)業(yè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中，重金屬物質(zhì)引發(fā)的水體污染，包括飲用水污染，農(nóng)產(chǎn)品用水污染，環(huán)境用水污染，其危害以后造成的經(jīng)濟(jì)損失越來(lái)越大[1]。因?yàn)殡婂児S，電池工廠的存在，廢水中重金屬污染包括六價(jià)鉻和二價(jià)鋅離子的污染居多。廢水中重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)污染可以通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，產(chǎn)生致癌，致畸，致突變等毒性，對(duì)食品安全產(chǎn)生極大的危害作用[2]。如何安全有效的處理含Cr(VI)和Zn(Ⅱ)等重金屬離子的廢水，成為眾多科學(xué)家研究的熱點(diǎn)。【前人研究進(jìn)展】迄今為止，含鉻和鋅等重金屬離子廢水的處理方法有化學(xué)沉淀法、電解還原法、離子交換法以及生物吸附法等[3-5]。在這些方法中生物吸附法具有原料成本低、人員操作簡(jiǎn)單及處理效率高等優(yōu)點(diǎn)，是目前水體重金屬污染處理較為普遍的技術(shù)。國(guó)內(nèi)外研究人員已經(jīng)探索了林木固體廢棄物用作生物吸附劑，如杉樹皮、松木葉、柏樹皮、竹子葉等生物原料[6-7]，這些林木原料具有豐富的木質(zhì)素和纖維素，攜帶有功能基團(tuán)，可作為重金屬離子處理過(guò)程良好的生物吸附劑。魚鱗松松木粉主要由纖維素和木質(zhì)素組成，天然原料的功能基團(tuán)對(duì)重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)的吸附能力相對(duì)較弱，而通過(guò)簡(jiǎn)單的酸化處理[8]，可以改變松木粉原料的功能基團(tuán)結(jié)構(gòu)，制備出具有良好吸附性能的松木粉衍生吸附劑，進(jìn)而處理含鉻和鋅離子等重金屬污染廢水，變廢為寶，將大量廢棄松木粉再生利用制備良好的生物吸附劑。【本研究切入點(diǎn)】本研究選用松木粉為原材料，采用無(wú)機(jī)酸硫酸對(duì)其功能基團(tuán)進(jìn)行酸化處理，提高松木粉比表面積以及增加其表面的羥基數(shù)量，【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】進(jìn)而研究酸化松木粉這一生物吸附劑對(duì)重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)的吸附性能，并對(duì)其吸附動(dòng)力學(xué)方程以及等溫吸附模型進(jìn)行了探索。

1 材料與方法

1.1 供試材料

原料：實(shí)驗(yàn)所用松木粉來(lái)源為魚鱗松加工后的鋸末，由福建省鳳凰工藝品有限公司免費(fèi)提供。實(shí)驗(yàn)所用主要化學(xué)試劑：HCl，H2SO4，NaOH，Na2CO3，K2CrO7，ZnSO4，均為分析純，實(shí)驗(yàn)用水為蒸餾水。儀器：HA-138粉碎機(jī)(天津天利科學(xué)儀器有限公司)；FA-48智能恒溫磁力攪拌器(河南普源科學(xué)儀器有限公司)；361MC火焰原子吸收分光光度計(jì)(上海精密科學(xué)儀器有限公司)，TF-3微電腦恒溫烘干箱(深圳華德威科學(xué)儀器有限公司)。

1.2 酸化松木粉的制備

將魚鱗松松木鋸末置于烘箱中80 ℃烘干12 h，將其粉碎后先過(guò)40孔篩網(wǎng)，后過(guò)70孔篩網(wǎng)，選出粒徑介于200～400 μm的粉末用0.1 mol/L的NaOH溶液浸泡24 h，去除上層懸浮物質(zhì)和可溶性物質(zhì)，然后用蒸餾水清洗至中性，最后80 ℃烘箱中烘干12 h。稱取上述烘干后的100 g魚鱗松松木粉，置于2.5 L的燒杯中，加入500 mL濃度為1 mol/L硫酸溶液，攪拌1 h后，過(guò)濾去除液體，用蒸餾水清洗至中性，最后80 ℃烘箱中烘干得到酸化松木粉。

1.3 溶液中重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)測(cè)定方法

將含Cr(VI)和Zn(Ⅱ)重金屬離子溶液100 mL放入燒杯中，添加濃硝酸5 mL，電熱板加熱消解至85 mL左右，然后添加5 mL濃硝酸和2 mL雙氧水，繼續(xù)加熱消解至剩余70 mL左右，靜置冷卻，待冷卻后，再加入2 mL 10 %的氯化銨和10 mL 3 mol/L的HCl，過(guò)濾后裝入100 mL容量瓶，定容至刻度。用火焰原子吸收光度法測(cè)定Cr(VI)和Zn(Ⅱ)重金屬離子濃度。

1.4 酸化松木粉吸附溶液中Cr(VI)和Zn(Ⅱ)重金屬離子實(shí)驗(yàn)

量取50 mL一定濃度的Cr(VI)和Zn(Ⅱ)溶液放入150 mL錐形瓶，用0.1 mol/LNaOH或HCl調(diào)節(jié)溶液pH值，添加一定質(zhì)量的酸化松木粉作為重金屬離子吸附劑。然后將錐形瓶放在一定溫度的恒溫磁力攪拌器中震蕩，速率為150 r/min。震蕩一定時(shí)間后終止，最后靜置10 min，定量濾紙過(guò)濾，按照1.3的方法對(duì)鉻和鋅離子濃度進(jìn)行測(cè)定。用公式(1)及(2)換算鉻和鋅離子的吸附量及吸附率[9]。

(1)

(2)

式中，q為酸化松木粉的重金屬離子吸附量(mg/g)；R為吸附率( %)；Ci為吸附實(shí)驗(yàn)原始溶液的鉻和鋅離子濃度(mg/L)；Cf為吸附實(shí)驗(yàn)終止溶液的鉻和鋅離子濃度(mg/L)；V為溶液的體積(L)；M為酸化松木粉的質(zhì)量(g)。

2 結(jié)果與分析

2.1 酸化松木粉對(duì)溶液中重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)的吸附特性研究

2.1.1 重金屬離子溶液pH值對(duì)酸化松木粉吸附Cr(VI)和Zn(Ⅱ)的影響 設(shè)定重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)初始濃度20 mg/L，酸化松木粉用量1.0 g/L，溶液溫度40 ℃，攪拌速率150 r/min，攪拌時(shí)間120 min，分別采用0.1 mol/L的HCl或NaOH調(diào)節(jié)溶液的pH值為1.0～9.0，研究了溶液pH值對(duì)酸化松木粉吸附Cr(VI)和Zn(Ⅱ)的影響。從圖1可以看出，伴隨重金屬離子溶液pH值的提高，酸化松木粉對(duì)重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)的吸附率降低。當(dāng)pH值從2.0提高到9.0時(shí)，Cr(VI)的吸附率從75.3 %降低到21.3 %，Zn(Ⅱ)的吸附率從87.2 %降低到13.6 %。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果與酸化松木粉表面基團(tuán)帶電狀態(tài)及重金屬離子在溶液中的形態(tài)有關(guān)。當(dāng)pH值處于低值時(shí)，酸化松木粉表面基團(tuán)羥基容易接受質(zhì)子H+，形成正電性的-OH2+吸附中心。由于靜電作用，鉻和鋅形成的陰離子復(fù)合物更容易被正電吸附中心吸附；隨著溶液pH值的上升，酸化松木粉表面正電吸附中心數(shù)量變少，引發(fā)對(duì)鉻和鋅陰離子復(fù)合物吸附量的降低，最終導(dǎo)致重金屬溶液pH值提高時(shí)，酸化松木粉對(duì)Cr(VI)和Zn(Ⅱ)吸附率降低。因此，本研究實(shí)驗(yàn)最優(yōu)化的重金屬離子溶液pH值為2.0。

圖1 重金屬離子溶液pH值對(duì)酸化松木粉吸附Cr(VI)和Zn(Ⅱ)的影響Fig.1 Effect of solution pH value on Cr(VI) and Zn(Ⅱ) adsorption by acidized pine powder

2.1.2 重金屬離子溶液溫度對(duì)酸化松木粉吸附Cr(VI)和Zn(Ⅱ)的影響 設(shè)定重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)初始濃度20 mg/L，酸化松木粉用量1.0 g/L，攪拌速率150 r/min，攪拌時(shí)間120 min，pH值2.0，研究了溶液溫度為15～55 ℃時(shí)酸化松木粉對(duì)重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)的吸附效果。從圖2可以看出，隨著溫度的增加，酸化松木粉對(duì)重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)吸附率提高，當(dāng)溶液溫度為40 ℃時(shí)，重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)吸附率達(dá)到75 %和86 %。吸附率隨溶液溫度變化原因主要是重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)的酸化松木粉吸附是吸熱現(xiàn)象。隨著溶液溫度增加，平衡向吸熱方向推進(jìn)，有利于重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)在酸化松木粉表面的吸附作用；然而繼續(xù)增加溶液溫度時(shí)，酸化松木粉對(duì)Cr(VI)和Zn(Ⅱ)吸附和解吸過(guò)程達(dá)到平衡，吸附率不會(huì)明顯增加。因此，本研究實(shí)驗(yàn)最優(yōu)化的重金屬離子溶液溫度為40 ℃。

2.1.3 重金屬離子初始濃度對(duì)酸化松木粉吸附Cr(VI)和Zn(Ⅱ)的影響 設(shè)定酸化松木粉用量1.0 g/L，攪拌速率150 r/min，攪拌時(shí)間120 min，pH值2.0，溶液溫度40 ℃，研究了重金屬離子初始濃度為10～60 mg/L時(shí)酸化松木粉對(duì)Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)吸附的影響。從圖3可以看出，隨著重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)初始濃度的提高，吸附率降低。重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)初始濃度在10～20 mg/L范圍時(shí)吸附率變化很小。然而繼續(xù)提高重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)的初始濃度，吸附率逐漸降低。分析其原因是最初增加Cr(VI)和Zn(Ⅱ)濃度時(shí)，酸化松木粉表面逼近其最大吸附量，其吸附率較高。然而繼續(xù)增加重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)濃度時(shí)，溶液重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)濃度大大超過(guò)酸化松木粉的最大吸附量，就會(huì)造成吸附率降低。因此，本研究實(shí)驗(yàn)最優(yōu)化的重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)初始濃度為20 mg/L。

圖2 重金屬溶液溫度對(duì)酸化松木粉吸附Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)的影響Fig.2 Effect of solution temperature on Cr(VI) and Zn(Ⅱ) adsorption by acidized pine powder

2.1.4 吸附劑用量對(duì)酸化松木粉吸附Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)的影響 設(shè)定重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)初始濃度20 mg/L，溶液溫度40 ℃，pH值2.0，攪拌速率150 r/min，攪拌時(shí)間120 min，研究了酸化松木粉用量為0.2～1.6 g/L時(shí)酸化松木粉對(duì)Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)吸附的影響。從圖4可以看出，隨著酸化松木粉用量的提高，其吸附率不斷增加。這種變化規(guī)律說(shuō)明酸化松木粉表面存在豐富的吸附位點(diǎn)，在吸附劑用量較少的情況下很快達(dá)到其最大吸附值，適當(dāng)增加吸附劑用量有助于吸附率的提高。增加吸附劑用量提高了吸附劑比表面積和吸附劑官能團(tuán)數(shù)目，有助于吸附劑活性位點(diǎn)利用效率，使重金屬離子吸附量大大增加。但是當(dāng)吸附劑用量超過(guò)1.0 g/L時(shí)，再提高吸附劑用量對(duì)重金屬離子溶液中Cr(VI)和Zn(Ⅱ)的吸附率提高較少。因此，本研究實(shí)驗(yàn)最優(yōu)化的酸化松木粉用量為1.0 g/L。

圖3 重金屬離子初始濃度對(duì)酸化松木粉吸附Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)的影響Fig.3 Effect of initial concentration on Cr(VI) and Zn(Ⅱ) adsorption by acidized pine powder

圖4 吸附劑用量對(duì)酸化松木粉吸附Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)的影響Fig.4 Effect of adsorbent dosage on Cr(VI) and Zn(Ⅱ) adsorption by acidized pine powder

2.1.5 吸附時(shí)間對(duì)酸化松木粉吸附Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)的影響 設(shè)定吸附劑用量1.0 g/L，Cr(VI)和Zn(Ⅱ)初始濃度20 mg/L，溶液溫度40 ℃，pH值2.0，攪拌速率150 r/min，研究了吸附時(shí)間為20～180 min時(shí)酸化松木粉對(duì)Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)吸附的影響。從圖5可以看出，隨著吸附時(shí)間的增加，酸化松木粉的吸附率有所提高。但是當(dāng)吸附時(shí)間達(dá)到120 min時(shí)，繼續(xù)增加吸附時(shí)間吸附率變化不大。這表明酸化松木粉表面具有較多的活性吸附位點(diǎn)，并且吸附劑粒徑較小，所以需要長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到最大吸附量。因此，本研究實(shí)驗(yàn)最優(yōu)化的吸附時(shí)間為120 min。

2.2 吸附動(dòng)力學(xué)方程研究

吸附動(dòng)力學(xué)方程有準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程、準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程和內(nèi)擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)方程。準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程和準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程是假定在t時(shí)間時(shí)酸化松木粉對(duì)重金屬離子的吸附量qt和平衡狀態(tài)時(shí)吸附量qe的差值是吸附原發(fā)力。內(nèi)擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)方程表明酸化松木粉粒子內(nèi)擴(kuò)散也會(huì)影響重金屬離子的吸附量。各吸附動(dòng)力學(xué)方程分別如下[10-11]。

準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程

(3)

準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程

(4)

內(nèi)擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)方程

(5)

圖5 吸附時(shí)間對(duì)酸化松木粉吸附Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)的影響Fig.5 Effect of contact time on Cr(VI) and Zn(Ⅱ) adsorption by acidized pine powder

式中qt和qe分別是時(shí)間為t時(shí)和平衡狀態(tài)時(shí)酸化松木粉對(duì)重金屬離子的吸附量(mg/g)；K1為準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程常數(shù)(min-1)；Ki為內(nèi)擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)方程常數(shù)[mg/(g·min-0.5)]；K2為準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程常數(shù)[g/(mg·min)]。

經(jīng)上述公式(3)(4)(5)計(jì)算，采用log(qe-qt)～t，t/qt～t以及qt～t0.5分別作圖，通過(guò)斜率和截距計(jì)算各吸附動(dòng)力學(xué)方程的速率參數(shù)，具體見(jiàn)表1。 通過(guò)表1和圖6分析發(fā)現(xiàn)，準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程和準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程相比較，準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程測(cè)量值qe-cal更接近理想值qe-exp，具有更高的線性相關(guān)系數(shù)R2。所以酸化松木粉對(duì)重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)的吸附更加符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，以化學(xué)吸附為主。內(nèi)擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)方程相關(guān)系數(shù)也較高，證明了酸化松木粉粒子內(nèi)擴(kuò)散的存在，酸化松木粉對(duì)重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)的吸附也會(huì)受到粒子內(nèi)擴(kuò)散和液膜擴(kuò)散的影響。

2.3 等溫吸附模型研究

吸附等溫模型是在恒定溫度下重金屬離子濃度和酸化松木粉最大吸附量之間的相互關(guān)系。最常見(jiàn)的吸附等溫模型是Langmuir，F(xiàn)reundlich和Temkin吸附模型[12-13]。本實(shí)驗(yàn)設(shè)定酸化松木粉用量為1.0 g/L，pH值為2.0，溶液溫度為40 ℃，攪拌速率為150 r/min，攪拌時(shí)間為120 min，測(cè)定了重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)初始濃度為10～60 mg/L時(shí)酸化松木粉對(duì)它們的吸附值。分別以ce/qe～ce，lnqe～lnce和qe～lnce作圖。通過(guò)斜率和截距計(jì)算各等溫吸附模型的速率參數(shù)(表2)。

從圖7可以看出，ce/qe～ce和nqe～lnce線性相關(guān)系數(shù)較好，比較發(fā)現(xiàn)吸附模型更加符合Langmuir吸附模型，具有更高的R2。由Langmuir方程計(jì)算出的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，酸化松木粉對(duì)鉻和鋅離子的吸附屬于單分子層吸附。

表1 酸化松木粉吸附重金屬離子Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)的動(dòng)力學(xué)方程速率參數(shù)

圖6 酸化松木粉吸附重金屬離子Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)的準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)分析Fig.6 Pseudo-second-order kinetic plots for the biosorption of Zn(II) and Cr(Ⅵ) by acidized pine powder

3 討 論

本研究以林木廢棄物松木粉通過(guò)酸化后作為重金屬離子的生物及吸附劑，結(jié)果表明其具有良好的吸附性能，最優(yōu)條件下對(duì)Cr(VI)和Zn(Ⅱ)的最大吸附量是16.24、23.95 mg/g，和前人的研究結(jié)果相似。如多化瓊等[12]以木質(zhì)纖維素和蒙脫土為原材料，采用插層復(fù)合方式制備木質(zhì)纖維素/蒙脫土納米復(fù)合材料吸附劑，研究其對(duì)Hg(II)離子的吸附和解吸性能，吸附量達(dá)到最大79.32 mg/g。王格慧等[14]通過(guò)環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)馬尾松樹皮，得到環(huán)氧氯丙烷改性樹皮，對(duì)銅離子的吸附容量達(dá)78 mg/g。這些科學(xué)研究均說(shuō)明林木廢棄物具有良好的吸附重金屬離子的性能。

表2 酸化松木粉吸附Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)離子的等溫吸附模型參數(shù)表

圖7 酸化松木粉吸附重金屬離子Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)的Langmuir吸附等溫模型分析Fig.7 Langmuir isotherm plots for the biosorption of Zn(II) and Cr(Ⅵ) by acidized pine powder

酸化松木粉對(duì)重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)的吸附最適pH為2.0，和前人的研究結(jié)果相似。多化瓊等[12]以木質(zhì)纖維素和蒙脫土為原材料，采用插層復(fù)合方式制備木質(zhì)纖維素/蒙脫土納米復(fù)合材料吸附劑，研究其對(duì)Hg(II)離子的吸附和解吸性能。研究發(fā)現(xiàn)最優(yōu)pH值為4。黃翔等[4]研究了花生殼對(duì)水溶液中重金屬銅離子的吸附特性，Cu2+溶液的最優(yōu)pH 2.0～5.6。司紅燕等[15]以檸檬酸為交聯(lián)劑，利用酯化交聯(lián)工藝將功能主體分子β-環(huán)糊精接枝到楊木木粉表面制備β-環(huán)糊精/木粉接枝共聚物，適宜pH 4～8。這些科學(xué)研究均說(shuō)明較低的pH值有利于重金屬離子的吸附，這可能和吸附劑的結(jié)構(gòu)特性有關(guān)。

酸化松木粉對(duì)重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)的吸附最適時(shí)間為120 min，和前人的研究有些差異。多化瓊等[12]以木質(zhì)纖維素和蒙脫土為原材料，采用插層復(fù)合方式制備木質(zhì)纖維素/蒙脫土納米復(fù)合材料吸附劑，研究其對(duì)Hg(II)離子的吸附和解吸性能，吸附的最適時(shí)間為120 min。司紅燕等[15]以檸檬酸為交聯(lián)劑，利用酯化交聯(lián)工藝將功能主體分子β-環(huán)糊精接枝到楊木木粉表面制備β-環(huán)糊精/木粉接枝共聚物，β-環(huán)糊精/木粉接枝共聚物對(duì)Pb2+吸附的最適時(shí)間為30 min。因此不同的吸附劑和不同的重金屬離子均會(huì)影響到最適吸附時(shí)間。

酸化松木粉對(duì)重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)的吸附過(guò)程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，和前人的研究基本一致。多化瓊等[12]以木質(zhì)纖維素和蒙脫土為原材料，采用插層復(fù)合方式制備木質(zhì)纖維素/蒙脫土納米復(fù)合材料吸附劑，研究其對(duì)Hg(II)離子的吸附和解吸性能。吸附過(guò)程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。賈娜娜等[13]研究了農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物谷殼對(duì)水中Cu2+、Cd2+的生物吸附過(guò)程及其影響因素，結(jié)果表明遵循準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。司紅燕等[15]以檸檬酸為交聯(lián)劑，利用酯化交聯(lián)工藝將功能主體分子β-環(huán)糊精接枝到楊木木粉表面制備β-環(huán)糊精/木粉接枝共聚物，Pb2+的吸附過(guò)程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。表明林木廢棄物的對(duì)重金屬離子色吸附過(guò)程為化學(xué)吸附。

酸化松木粉作為一種新型的生物吸附劑，具有良好的吸附性能和應(yīng)用價(jià)值。本研究以重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)作為研究對(duì)象，而廢水中存在的其他重金屬離子，有待于以后的更多研究。

4 結(jié) 論

(1)酸化松木粉對(duì)重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)的吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，溶液pH值對(duì)酸化松木粉吸附重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)影響最大，其次是溶液溫度和吸附時(shí)間，再次為吸附劑用量和重金屬離子初始濃度。當(dāng)pH為2.0，溫度為40 ℃，反應(yīng)時(shí)間為120 min，吸附劑用量為1 g/L，重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)初始濃度為20 mg/L時(shí)，酸化松木粉最大吸附量為Cr(VI) 16.24 mg/g和Zn(Ⅱ)23.95 mg/g。

(2)酸化松木粉對(duì)重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)的吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，吸附過(guò)程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，其線性相關(guān)系數(shù)R2分別達(dá)到Cr(VI) 0.992和Zn(Ⅱ) 0.991，表明其吸附過(guò)程以化學(xué)吸附為主，同時(shí)存在粒子內(nèi)擴(kuò)散和液膜擴(kuò)散。

(3)酸化松木粉對(duì)重金屬離子Cr(VI)和Zn(Ⅱ)的等溫吸附模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Langmuir模型能較好地?cái)M合酸化松木粉對(duì)鉻和鋅離子溶液的等溫吸附模型，其線性相關(guān)系數(shù)R2分別達(dá)到Cr(VI) 0.985和Zn(Ⅱ) 0.991，表明其吸附過(guò)程以單分子層吸附為主。