菌丝/杨梅单宁复合材料的制备及其对模拟核素锶的吸附研究

摘要

由人类排放的放射性污水具有高毒性和高的迁移性,对自然环境产生极大污染.在核素的污染种类中,放射性90Sr作为纯放射体,被广泛应用于电子、冶金、化工、轻工、军工、光学和医药等领域.废水中的锶经饮食等途径进入人体,破坏人体正常的生理机能,诱发病变.因此,必须采取经济而高效的方法治理受核素锶污染的水体.对含锶废水的处理技术有沉淀法,溶剂萃取和离子交换等方法,但这些方法的成本和能耗高,且耗时长的缺点.因此,方法更为简单、操作简便的吸附法引起人们的关注.近年来,由于石油资源枯竭,化学高分子吸附材料二次污染等问题,使具有环境友好、成本低、来源丰富等优点的生物质吸附法处理放射性污水成为国内外研究的热点.本文采用生物质中的真菌菌丝为基体，利用菌丝生长过程中，原位掺杂具有功能基团的杨梅单宁，通过真菌菌丝与其复合，不断延长生长、缠绕，最终得到一种独特的具有微纳结构和宏观尺寸的菌丝吸附材料。对该材料结构性质进行表征，分析其形成机理，系统研究了杂化材料本身的物化特性及对Sr(Ⅱ)单核素离子的吸附性能。主要结论如下：rn 通过真菌原位组装法制备菌丝／杨梅单宁复合材料，杨梅单宁通过多羟基产生的氢键作用同菌丝结合，形成具有空间网络结构的杂化材料。杂化材料表面含有大量的羟基、羧基、酰胺等活性基团，可同金属离子间产生相互作用。杂化材料中单宁含量随培养基中杨梅单宁含量的增加而增多，杂化材料可用于处理含金属离子的酸性废水。将菌丝／单宁杂化材料用于Sr(Ⅱ)单核素离子的吸附研究，吸附过程受pH、温度、Na+离子、吸附时间和溶液初始浓度的影响，吸附过程能很好的符合准二级动力学模型。吸附等温线符合Freundlich模型，菌丝／单宁杂化材料对锶离子的最大吸附量为36.26 mg/g。重复使用5次后，其吸附能力可保留80.8 %。