CS/PVA 交聯(lián)膜對重金屬離子的吸附1

曾 嶸, 劉建文, 趙道輝, 王銀瑩, 張海鵬, 楊忠華

(1. 湖北大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院, 湖北 武漢 430062; 2. 武漢科技大學(xué) 化學(xué)與化工學(xué)院, 湖北 武漢 430081)

1 前 言

含有重金屬離子的工業(yè)廢水給地球的生態(tài)環(huán)境造成極大危害，對水生生物的生存和人類健康構(gòu)成了巨大威脅。重金屬離子可以通過食物鏈進(jìn)入人體進(jìn)而造成器官的損傷或病變，嚴(yán)重的甚至危及生命[1]。如何快速、高效地除去工業(yè)廢水中的重金屬離子，是近年來環(huán)保領(lǐng)域研究的熱點之一。

水體中重金屬離子污染的治理主要有：化學(xué)沉淀法、氧化還原法、離子交換法和膜分離法等。它們有各自的優(yōu)勢，但對于低濃度的廢水處理效率較低[2]。吸附法具有操作簡便、處理速度快、效果好的優(yōu)點，而且對于低濃度廢水的治理，具有特別大的優(yōu)勢[3]。活性炭是一種常見的重金屬吸附劑，吸附容量大，但是成本較高，且固液分離困難[4]。開發(fā)環(huán)保的新型重金屬離子吸附劑，成為這一領(lǐng)域的研究熱點[2]。

殼聚糖(chitosan，CS)是一種來源廣泛、價廉、可生物降解的天然高分子吸附劑，它通過分子鏈上的活性基團(tuán)(氨基、羥基)螯合吸附金屬離子[5]。與一般的吸附劑相比，這種螯合吸附劑與金屬離子之間的鍵合力更強，選擇性更高，受溶劑和干擾離子的影響較小。文獻(xiàn)中報道 CS 對多種金屬離子，如：Cu2+、Ni2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+等，都有很好的吸附能力[6-17]。但是，CS 上的氨基在強酸性條件下會質(zhì)子化，吸附效果變差，因此需要對它進(jìn)行化學(xué)改性。聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)分子鏈上含有大量的羥基，與CS 共混后兩者之間可形成氫鍵，由于PVA 的韌性好，可改善CS 質(zhì)脆的缺點，提高材料的機械性能[18]。

本文采用溶液共混法來制備CS/PVA 共混膜，共混膜中的CS 具有優(yōu)良的金屬離子吸附性能，它的含量直接影響膜對重金屬離子的吸附性能。由于高 CS 含量的共混膜，交聯(lián)后易脆，膜片不完整，作者制備了3 種CS 含量適宜的共混膜，控制共混膜中CS 與PVA 的質(zhì)量比分別為0.225:1、0.45:1、0.9:1。隨后，采用環(huán)氧氯丙烷對3 種CS/PVA 共混膜進(jìn)行交聯(lián)，獲得了在寬廣的酸堿環(huán)境中具有優(yōu)良機械性能及重金屬離子吸附能力的CS/PVA 交聯(lián)膜[18]。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究了該CS/PVA 交聯(lián)膜對二價金屬Cu2+與Ni2+的吸附特性及其吸附動力學(xué)行為，為它在重金屬廢水治理領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

2 實驗部分

2.1 實驗材料

殼聚糖(CS)，脫乙酰度>90%，購自上海如吉生物科技發(fā)展有限公司；聚乙烯醇(PVA)，醇解度99%，天津市凱通化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)；二甲基亞砜、環(huán)氧氯丙烷(epichlorohydrin，ECH)、CuSO4·5H2O、NiSO4·6H2O、乙二胺四乙酸二鈉(ethylenediamine tetraacetic acid disodium，EDTA-2Na)、CH3COONa 及其他常規(guī)試劑，均購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。所用的試劑均為分析純。

2.2 實驗方法

2.2.1 CS/PVA 交聯(lián)膜的制備

CS/PVA 交聯(lián)膜的制備參見作者前期發(fā)表的文章[18]。首先制備3 種比例的CS/PVA 共混膜：將CS 的乙酸溶液和PVA 水溶液按m(CS):m(PVA)質(zhì)量比w=0.225:1、0.45:1 和0.9:1 的比例混合，經(jīng)水浴、磁力攪拌和超聲波消泡后，得到3 種比例的CS/PVA 共混鑄膜液。采用流延法將95 mL 的鑄膜液倒入尺寸為23 cm×17 cm 的帶框玻璃板，干燥后，用NaOH 浸泡揭膜，水洗、晾干，制得厚度為0.01～0.05 mm 的CS/PVA 共混膜，將其剪成Φ50 mm 的圓片存于干燥器中。利用環(huán)氧氯丙烷對制得的CS/PVA 共混膜進(jìn)行交聯(lián)：將CS/PVA 共混膜圓片放入含環(huán)氧氯丙烷和二甲基亞砜的堿性交聯(lián)液中，體系pH 值為10 左右[19]，40 ℃下反應(yīng)14 h 后，將膜取出，用純水沖洗、干燥，得到CS/PVA 交聯(lián)膜。

2.2.2 吸附性能的測定

將一片CS/PVA 交聯(lián)膜(Φ50 mm 的圓片，面積為19.63 cm2)放入10 mL 含CuSO4或NiSO4溶液的錐形瓶內(nèi)。將其置于恒溫培養(yǎng)振蕩器中，恒溫吸附6 h，測定吸附前后溶液中Cu2+或Ni2+的濃度，求出交聯(lián)膜對重金屬離子的吸附量q(mg?g-1)。為尋求較優(yōu)的吸附條件，分別考察了溶液的pH 值、金屬離子的初始濃度、溫度等因素對重金屬離子吸附的影響。

2.2.3 再生性能的測定

將一片 w= 0.9:1 的 CS/PVA 交聯(lián)膜放入 10 mL，濃度為 0.10 mol?L-1，pH=5 的 CuSO4或 pH=7 的 NiSO4溶液中，25 ℃下振蕩吸附6 h 后取出，用純水反復(fù)沖洗，以去除膜表面殘留的金屬離子。然后將干燥后的膜放入10 mL，濃度為0.10 mol?L-1的乙二胺四乙酸(ethylenediamine tetraacetic acid，EDTA)水溶液中，25 ℃下振蕩解吸4 h 后將膜取出，再用純水沖洗干凈，干燥后備用。分別測定吸附前后溶液以及EDTA解吸液中Cu2+或Ni2+的濃度。多次重復(fù)上述吸附、解吸循環(huán)，以考察該金屬離子吸附劑的再生能力。

2.3 分析方法

2.3.1 Cu2+和Ni2+濃度的測定

CuSO4和NiSO4溶液中Cu2+與Ni2+的濃度利用比色法進(jìn)行測定[20]。以EDTA 為金屬離子螯合劑，用紫外-可見分光光度計，分別在740 和590 nm 處測定CuSO4和NiSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度，得到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線。利用所得的標(biāo)準(zhǔn)曲線測定待測樣品中的相應(yīng)離子濃度。

2.3.2 金屬離子吸附量的計算

單位質(zhì)量的CS/PVA 交聯(lián)膜上金屬離子的吸附量為

式中：c0為溶液中金屬離子的初始濃度，mol?L-1；ct為 t 時刻溶液中金屬離子的濃度，mol?L-1；V 為溶液的體積，L；q 為t 時刻的吸附量，mg?g-1；m 為共混膜的質(zhì)量，g；M 為金屬離子的摩爾質(zhì)量，g?mol-1。

2.3.3 金屬離子解吸分率的計算

按2.2.3 中的方法，測定w=0.9:1 的CS/PVA 交聯(lián)膜對金屬離子的吸附量q。吸附結(jié)束后，用EDTA水溶液對膜進(jìn)行解吸，測定其中的金屬離子濃度，求出從CS/PVA 交聯(lián)膜上解吸的金屬離子量qd，mg?g-1。

CS/PVA 交聯(lián)膜上金屬離子的解吸分率為

3 結(jié)果與討論

本文的研究結(jié)果主要包括CS/PVA 交聯(lián)膜對重金屬Cu2+與Ni2+的吸附特性、再生性能及其吸附動力學(xué)3 部分。

3.1 CS/PVA 交聯(lián)膜對Cu2+與Ni2+的吸附特性

分別考察了溶液的pH 值、金屬離子的初始濃度、溫度等因素對Cu2+與Ni2+吸附的影響，并采用經(jīng)典的吸附模型對Cu2+與Ni2的吸附數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合。結(jié)果如下：

3.1.1 溶液的pH 值對吸附的影響

在相同的金屬離子初始濃度下，CS/PVA 交聯(lián)膜對Cu2+的吸附量明顯高于Ni2+。分別配制了濃度為0.10 mol?L-1，pH=1～5 的 CuSO4和 pH=3～7 的 NiSO4溶液(在該濃度下 pH=6 的 CuSO4和 pH=8 的 NiSO4溶液均會沉淀，溶液的pH 值采用醋酸或醋酸鈉調(diào)節(jié))，用于考察溶液的pH 值對這2 種重金屬離子吸附的影響。實驗結(jié)果如圖1 所示。

圖1 溶液的pH 值對Cu2+與Ni2+吸附的影響Fig.1 Effects of solution pH on the adsorption of Cu2+ and Ni2+

由圖 1 可知：在初始濃度為 0.10 mol?L-1，pH 值為 1～5，w=0.9:1，0.45:1，0.225:1 的 3 種 CS/PVA交聯(lián)膜對Cu2+的吸附量q 均隨pH 值的增大而增大，當(dāng)pH=5 時，達(dá)最大值，分別為45.74，34.35 和30.53 mg·g-1。在相同的初始濃度，pH 值為 3～7，w=0.9:1，0.45:1，0.225:1 的 3 種 CS/PVA 交聯(lián)膜對 Ni2+的吸附量q 均隨pH 值的增大而增大，當(dāng)pH=7 時，q 達(dá)最大值，分別為18.57，14.10 和10.26 mg?g-1。這3種CS/PVA 交聯(lián)膜對Cu2+與Ni2+吸附量由小到大的順序與交聯(lián)膜的CS 與PVA 質(zhì)量比的順序相一致，說明交聯(lián)膜對Cu2+與Ni2+的吸附量與膜上的殼聚糖含量有關(guān)。

在較低pH 值下，單位質(zhì)量的交聯(lián)膜對Cu2+、Ni2+的吸附能力較低。這是由于當(dāng)H+濃度較高時，它不僅會與金屬離子競爭膜上的吸附位點[21-22]，還會與膜上的─NH2結(jié)合形成─NH3+，使得交聯(lián)膜上可絡(luò)合金屬離子的官能團(tuán)數(shù)目變少；另一方面，NH3+和重金屬離子之間存在著靜電排斥力，會對金屬離子的吸附產(chǎn)生阻礙作用[23-24]。當(dāng)溶液的 pH 值升高時，H+的濃度降低，膜上的活性官能團(tuán)數(shù)量增加，金屬離子在與 H+的競爭吸附中逐漸占據(jù)優(yōu)勢，交聯(lián)膜的吸附量隨之增大。因此，在實驗的濃度條件下，CS/PVA交聯(lián)膜吸附重金屬Cu2+與Ni2+最適宜的pH 值分別為5 和7。

3.1.2 金屬離子的初始濃度對吸附的影響

在25 ℃，最適宜的pH 值、不同的初始濃度下，測定了CS/PVA 交聯(lián)膜對金屬Cu2+與Ni2+的吸附量，繪制出相應(yīng)的吸附等溫線，即：金屬離子的平衡吸附量qe和溶液中金屬離子平衡濃度ce之間的關(guān)系曲線，如圖2 所示。結(jié)果表明：CS/PVA 交聯(lián)膜對Cu2+與Ni2+的吸附量均隨金屬離子平衡濃度的增大而增大，在低濃度下吸附量的增加較為迅速，當(dāng)濃度增大到一定程度后，吸附量的增加比較緩和，趨于飽和。本文分別采用Langmuir、 Freundlich 和Langmuir-Freundlich 3 種吸附模型[25]對圖2 中的吸附數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合。

圖2 Cu2+與Ni2+的吸附等溫線Fig.2 Adsorption isotherms of Cu2+ and Ni2+

Langmuir 吸附模型方程為

式中：qe為金屬離子的平衡吸附量，mg?g-1；ce為溶液中金屬離子的平衡濃度，g?L-1；qm為金屬離子的最大吸附容量或飽和吸附容量，mg?g-1；Kd為解離常數(shù)，g?L-1。其中 KL=Kd-1，KL為 Langmuir 常數(shù)，L?g-1。

示蹤劑技術(shù)應(yīng)用于油田勘探開發(fā)領(lǐng)域已經(jīng)有70多年的歷史，示蹤劑技術(shù)在評價油藏特征、制定開發(fā)方案和選擇增產(chǎn)措施方面均發(fā)揮了重要的作用。

Freundlich 吸附模型方程為

式中：KF和n 為Freundlich 方程中的物理常數(shù)，KF和n 分別為吸附容量和吸附強度。

Langmuir-Freundlich 吸附模型方程為

采用上述3 種吸附模型分別對圖2 的吸附數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，結(jié)果如表1 所示。由表1 中相關(guān)系數(shù)R2的值可知，對于Cu2+與Ni2+在3 種CS/PVA 交聯(lián)膜上的吸附行為，采用Langmuir 和Freundlich 2 種吸附模型對實驗數(shù)據(jù)的擬合結(jié)果均不太理想。而Langmuir-Freundlich 吸附模型則能夠更好地擬合實驗數(shù)據(jù)，對銅離子的相關(guān)系數(shù)R2都在0.993 8 以上，對鎳離子的相關(guān)系數(shù)R2都達(dá)到了0.999 9。

表1 Cu2+與Ni2+的等溫吸附擬合參數(shù)Table 1 Fitting parameters for isothermal adsorption of Cu2+ and Ni2+

這是由于Langmuir 模型假設(shè)所有的吸附位點都是均勻的，為單分子層吸附，吸附的組分間沒有相互作用力。而 Freundlich 模型用于非均勻、可逆吸附過程的模擬，不僅局限于單分子層吸附[1,14]。Langmuir-Freundlich 組合模型將兩者有機結(jié)合，較好地彌補了它們在描述膜吸附劑上重金屬離子實際吸附行為的不足，因而擬合的結(jié)果優(yōu)異。Chu[16]在研究殼聚糖吸附Cu2+時，也采用Langmuir-Freundlich 模型進(jìn)行擬合，其模型計算值與實驗結(jié)果均能夠很好地吻合。這些結(jié)果表明Langmuir-Freundlich 模型適于模擬這類殼聚糖基吸附材料對重金屬離子的吸附行為。

由Langmuir-Freundlich 吸附模型得出w=0.9:1，0.45:1，0.225:1 的CS/PVA 交聯(lián)膜對Cu2+的qm分別為 52.06、37.19 和 32.62 mg?g-1，對 Ni2+的 qm分別為 19.05、14.49 和 10.57 mg?g-1。就飽和吸附容量而言，3 種CS/PVA 交聯(lián)膜中w=0.9:1 的交聯(lián)膜最佳，這是由于該種比例的交聯(lián)膜具有較高的殼聚糖含量。此外，同種CS/PVA 交聯(lián)膜對Cu2+的飽和吸附容量遠(yuǎn)大于對Ni2+的飽和吸附容量，這一方面可能與這些離子的半徑大小有關(guān)，另一方面可能與它們之間的絡(luò)合作用有關(guān)。殼聚糖與過渡金屬離子(Cu2+、Cd2+、Pb2+、Ni2+等)之間通過—NH2的絡(luò)合反應(yīng)，可形成環(huán)狀的絡(luò)合結(jié)構(gòu)，從而能夠吸附金屬離子[3]。

式中：M 為金屬離子，X 為陰離子。

根據(jù)Lewis 的酸堿理論，CS 上的N 原子(為Lewis 弱堿)易與金屬離子(Cu2+、Pb2+、Cd2+，為Lewis弱酸)形成較穩(wěn)定的絡(luò)合物[26]，因而對這些金屬離子具有較好的絡(luò)合能力。由于Cu2+引起Jahn-Teller 效應(yīng)，使得絡(luò)合的構(gòu)型產(chǎn)生畸變，有利于銅離子的吸附，從而使它的吸附容量較高。而 Ni2+與 CS 上的—NH2的絡(luò)合作用較弱，因而其吸附容量較小[27]。

如表 2 所示為常用吸附劑對 Cu2+與 Ni2+的飽和吸附容量 qm。與表 2 中的吸附劑相比，w=0.9:1 的CS/PVA 交聯(lián)膜對Cu2+的qm高于沸石、活性炭、殼聚糖粉末以及乙二醇二縮水甘油醚(EGDE)交聯(lián)的殼聚糖；低于戊二醛(GLU)和環(huán)氧氯丙烷(ECH)交聯(lián)的殼聚糖；3 種比例的CS/PVA 交聯(lián)膜對Ni2+的qm均高于表2 中的吸附劑。通過上述比較，發(fā)現(xiàn)CS/PVA 交聯(lián)膜對Cu2+的qm高于大部分的常用吸附劑，但與ECH交聯(lián)的殼聚糖相比還存在一定的差距。這是由于在共混膜中加入了 PVA 的緣故，使得單位質(zhì)量的膜對Cu2+的吸附容量下降。

表2 常用吸附劑對金屬銅、鎳離子的飽和吸附容量Table 2 Saturated adsorption capacities of copper and nickel ions by typical adsorbents

3.1.3 溫度對吸附的影響

將一片 CS/PVA 交聯(lián)膜放入 10 mL，濃度為 0.10 mol?L-1，pH=5 的 CuSO4或 pH=7 的 NiSO4溶液中。分別在15、25、35、45、55 ℃下置于恒溫培養(yǎng)振蕩器中，振蕩吸附6 h 后，測定CS/PVA 交聯(lián)膜對金屬Cu2+與Ni2+的吸附量。繪制出這2 種重金屬離子的吸附量q 和溫度θ 之間的關(guān)系曲線，如圖3 所示。

由圖3 可知，當(dāng)溫度由15 上升到25 ℃時，重金屬Cu2+與Ni2+的吸附量隨溫度的升高而增大；當(dāng)溫度升至25 ℃以后，吸附量隨溫度的升高略有增加，但增幅不大。對于w=0.45:1 的交聯(lián)膜，在55 ℃下對Cu2+與Ni2+的吸附量與25 ℃下的吸附量相比，僅增加了3.0%左右。

圖3 溫度對Cu2+與Ni2+吸附的影響Fig.3 Effects of temperature on the adsorption of Cu2+ and Ni2+

由 Clausius-Clapeyron 方程[28]：

式中：?HM為金屬離子吸附的焓變，J?mol-1；R 為通用氣體常數(shù)，8.314 J?(mol?K)-1；T 為絕對溫度，K。

根據(jù)不同溫度下，CS/PVA 交聯(lián)膜對金屬Cu2+與Ni2+的吸附量q，分別求出CuSO4與NiSO4溶液的平衡濃度ce。以ln ce為縱坐標(biāo)，1/T 為橫坐標(biāo)，得到ln ce與1/T 的數(shù)據(jù)點線性擬合圖，如圖4 所示。

由圖4 中3 條擬合直線斜率的平均值，可求出3 種CS/PVA 交聯(lián)膜上金屬Cu2+與Ni2+吸附的平均焓變分別為107.82、32.37 J?mol-1。焓變?yōu)檎?，說明金屬離子在交聯(lián)膜上的吸附過程為吸熱反應(yīng)，該吸附過程屬于化學(xué)吸附，升高溫度有利于吸附。但是，當(dāng)溫度升高到25 ℃以后，吸附量隨溫度的升高增加的幅度不大，從簡化操作的角度出發(fā)，可將吸附實驗的溫度統(tǒng)一為室溫25 ℃。

圖4 Cu2+與Ni2+的lnce 與1/T 的線性擬合曲線Fig.4 Linear fitting curves between lnce and 1/T for Cu2+ and Ni2+

3.2 CS/PVA 交聯(lián)膜的再生性能

w=0.9:1 的 CS/PVA 交聯(lián)膜吸附金屬Cu2+與Ni2+后的再生性能如表3 所示。由表3 可知，經(jīng)過5 次吸附、解吸循環(huán)后，質(zhì)量比為 0.9:1 的 CS/PVA 交聯(lián)膜對金屬 Cu2+與 Ni2+的吸附量 qe僅略有下降而解吸分率D 基本不變。由此可見，經(jīng)多次重復(fù)利用后，CS/PVA 交聯(lián)膜對金屬 Cu2+與 Ni2+仍具有較強的吸附能力和較高的解吸分率，說明它具有優(yōu)良的再生性能。

表3 CS/PVA 交聯(lián)膜的再生性能Table 3 Regeneration properties of the CS/PVA cross-linked membranes

3.3 CS/PVA 交聯(lián)膜對Cu2+與Ni2+的吸附動力學(xué)

在 25 ℃下，分別將 CS/PVA 交聯(lián)膜放入 10 mL，濃度為 0.10 mol?L-1，pH=5 的 CuSO4或 pH=7 的 NiSO4溶液中。每隔一定的時間，測定CS/PVA 交聯(lián)膜對Cu2+與Ni2+的吸附量，繪制CS/PVA 交聯(lián)膜對這2 種重金屬離子的吸附動力學(xué)曲線，結(jié)果如圖5 所示。

由圖5 可知，在吸附開始階段，CS/PVA 交聯(lián)膜對金屬Cu2+與Ni2+的吸附量迅速增加；隨著吸附時間的延長，吸附量增加的速度逐漸變緩；吸附時間超過300 min 后，吸附達(dá)到平衡。這是由于：吸附剛開始時，溶液中金屬離子的濃度較高，而金屬離子在膜吸附劑表面的濃度低，吸附的推動力大，因此吸附量增加的速度較快；隨著吸附的不斷進(jìn)行，溶液中金屬離子的濃度逐漸降低，過程的推動力減小，吸附量增加的速度逐漸變慢，直至吸附平衡。

圖5 Cu2+與Ni2+的吸附動力學(xué)曲線Fig.5 Adsorption kinetic curves of Cu2+ and Ni2+

本文采用2 種吸附動力學(xué)模型，準(zhǔn)一級和準(zhǔn)二級動力學(xué)模型[26]，對圖5 的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合。

準(zhǔn)一級動力學(xué)模型方程為

準(zhǔn)二級動力學(xué)模型方程為

式中：k1為準(zhǔn)一級動力學(xué)模型吸附速率常數(shù)，min-1；k2為準(zhǔn)二級動力學(xué)模型吸附速率常數(shù)，g?mg-1?min-1。

用這2 種動力學(xué)模型擬合得到的模型參數(shù)，如表4 所示。由表4 中相關(guān)系數(shù)R2的數(shù)值可以發(fā)現(xiàn)，準(zhǔn)二級動力學(xué)模型比準(zhǔn)一級動力學(xué)模型對實驗數(shù)據(jù)擬合的結(jié)果更好，且由準(zhǔn)二級動力學(xué)模型擬合得到的平衡吸附量qe,cal與實驗值qe,exp很接近，而由準(zhǔn)一級動力學(xué)模型擬合得到的平衡吸附量與實驗值相差較大。由實驗測定質(zhì)量比為0.9:1、0.45:1 和0.225:1 的CS/PVA 交聯(lián)膜對Cu2+的平衡吸附量qe,exp分別為45.74、34.35 和 30.53 mg?g-1；對 Ni2+的平衡吸附量 qe,exp分別為 18.57、14.10 和 10.26 mg?g-1。這一擬合結(jié)果與文獻(xiàn)[1，13-14]得到的結(jié)論一致，可進(jìn)一步說明，準(zhǔn)二級動力學(xué)模型與這2 種重金屬離子在CS/PVA 交聯(lián)膜上的吸附動力學(xué)行為更符合。

表4 Cu2+與Ni2+的吸附動力學(xué)模型擬合參數(shù)Table 4 Adsorption kinetic model fitting parameters of Cu2+ and Ni2+

4 結(jié) 論

本文通過相轉(zhuǎn)化法制備了CS/PVA 共混膜，采用環(huán)氧氯丙烷對膜進(jìn)行交聯(lián)，詳細(xì)考察了交聯(lián)膜對二價重金屬Cu2+與Ni2+的吸附性能。

研究表明：CS/PVA 交聯(lián)膜上重金屬Cu2+與Ni2+的吸附量隨pH 值的增大而增大，適宜的pH 值分別為5 和7；Cu2+與Ni2+的等溫吸附數(shù)據(jù)均符合Langmuir-Freundlich 吸附模型；3 種比例的CS/PVA 交聯(lián)膜中，質(zhì)量比為 0.9:1 的交聯(lián)膜對 Cu2+與 Ni2+的吸附量最大，其飽和吸附容量高于大多數(shù)常用的吸附劑；Cu2+與Ni2+在交聯(lián)膜上的吸附為吸熱反應(yīng)，屬于化學(xué)吸附，吸附量隨溫度的升高而增大，當(dāng)溫度超過25 ℃后，吸附量增加的幅度較小；經(jīng)多次重復(fù)利用后，交聯(lián)膜對金屬Cu2+與Ni2+仍具有較強的吸附能力；吸附的平衡時間為300 min，吸附動力學(xué)符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型。

本文所制備的CS/PVA 交聯(lián)膜，既具有CS 的生物活性和優(yōu)良的吸附性能，又具有PVA 良好的機械性能，它對重金屬Cu2+與Ni2+具有優(yōu)良的吸附能力，易于再生，是一種性能優(yōu)良的膜吸附分離材料，可作為重金屬離子的吸附劑，在水污染的治理領(lǐng)域發(fā)揮積極作用。