柿渣对金属铅和金的吸附研究

摘要

本试验以制备柿子果酒发酵后的柿渣为原料，分析对Pb2+和Au3+的吸附效果和吸附机理。将酿酒后的柿渣经水洗去除其中可溶性杂质，分别采用真空冷冻干燥、电热鼓风干燥、自然晒干等方式去除水分并粉碎过筛后得到柿渣粉;采用一定浓度NaoH对柿渣进行改性;比较不同干燥方式，改性与未改性柿渣对Pb2+和Au3+的吸附效果;采用静态单因素试验，动态吸附试验，解吸附循环试验对改性柿渣吸附Pb2+的机理进行分析;将电路板粉末加王水（浓硝酸∶浓盐酸体积比=1∶3）溶解得到Au3+提取液，柿渣对提取液中Au3+的吸附研究采用静态单因素试验，吸附等温式，吸附动力学以及吸附热力学等方法。主要研究结果如下:
　　根据柿渣对Pb2+吸附效果和吸附剂制备成本比较，选取未蒸馏柿渣经碱改性后自然晒干的原料作为Pb2+的吸附剂。通过静态单因素试验及正交试验表明，改性柿渣对铅的最佳吸附条件为:pH值6、吸附时间30min、吸附剂添加量1g/L，温度25℃，吸附饱和含量为93.2mg/g。因素影响顺序为:pH值＞吸附时间＞吸附剂添加量，温度影响不显著。改性柿渣对Pb2+动态吸附试验研究表明当Pb2+含量一定时，改性柿渣对吸附Pb2+的效果随pH值增加、接触时间延长而增加。改性柿渣对铅的解吸附循环试验结果表明，当以0.1mol/L盐酸为解吸附剂，改性柿渣吸附剂可以循环使用五次而且对吸附效果没有显著影响，吸附率可保持90％以上。
　　根据吸附效果比较，选取未改性自然晒干后粉碎柿渣作为Au3+的吸附剂。通过与选取的3种植物原料相比较发现，柿渣对金的吸附效果显著优于其它3种植物原料和市售吸附剂硅藻土。分析发现王水提取电路板粉末获取的提取液中Au3+浓度为5mg/L，Pb2+浓度为21.29mg/L，Cu2+浓度为53.87mg/L。柿渣对提取液中不同金属离子吸附效果表明，其吸附率顺序为Au3+＞Pb2+＞Cu2+。静态单因素试验和正交试验结果显示柿渣对Au3+的最佳吸附条件为:pH值为2、吸附时间45min、吸附剂添加量30g/L、温度25℃，吸附率为80.6％，吸附饱和含量为15.2mg/g。因素影响顺序为:吸附剂添加量＞pH值＞吸附时间，温度影响不显著。对比Langmuir和Freundlich模型，Langmuir模型拟合效果更好，说明吸附主要是单分子层表面吸附。吸附动力学研究显示，拟二级动力学方程的拟合效果较拟一级动力学方程和内扩散速率方程好，说明吸附过程中受吸附剂表面结合位点和金属离子的浓度两个因素控制，主要在吸附剂的表面进行吸附。吸附热力学研究显示，吸附过程是自发进行的且是放热的过程，吸收焓为负值说明是物理吸附过程。
　　对改性前后柿渣成分及表征分析结果如下:改性前后柿渣中粗纤维的含量分别为642.35mg/g和641.74mg/g，改性对柿渣中粗纤维的影响不显著。改性前后柿渣中单宁检出量分别为2.56mg/g和6.35mg/g，改性对柿渣单宁检出有显著影响。对改性前后的柿渣进行电镜扫描发现改性后的柿渣表面较为疏松多孔，比表面积更大，增加了吸附剂与Pb2+的接触，增加了对Pb2+的吸附效果。

目录

声明

摘要

1．1目的意义

1．2国内外研究进展

1．2．1重金属废水的来源及危害

1．2．2重金属污染食品的途径

1．2．3重、贵金属废水处理方法

1．2．4生物吸附剂及其种类

1．2．5生物吸附机理

1．2．6影响生物吸附的因素

1．2．7含单宁生物吸附剂的研究概况

1．2．8单宁的主要功能

1．2．9柿子生物吸附剂研究概况

1．3存在的主要问题

1．4本研究的主要内容

2试验材料与方法

2．1试验材料、试剂、仪器

2．1．1试验材料、试剂

2．1．2试验所用仪器

2．2试验方法

2．2．2含Au3+贵金属溶液的制备

2．2．3吸附剂的制备

2．2．4改性前后柿渣中成分分析

2．2．5表征分析

2．2．6吸附剂的选择

2．2．7金属离子的测定方法

2．3改性柿渣吸附Pb2+的研究

2．3．1 Pb2+静态单因素试验

2．3．2正交试验的优化

2．3．3动态吸附试验

2．3．4解吸附循环利用试验

2．3．5改性柿渣清除工厂含Pb2+废水

2．4柿渣吸附Au3+的研究

2．4．1柿渣对提取液中金属离子的吸附效果

2．4．2 Au3+静态单因素试验

2．4．3正交试验的优化

2．4．4吸附过程的研究

3结果与分析

3．1改性前后柿渣中成分分析

3．1．1改性前后柿渣中单宁含量分析

3．1．2改性前后柿渣中粗纤维含量分析

3．2改性前后柿渣表征分析

3．3吸附剂的选择

3．3．1 Pb2+吸附剂的选择

3．3．2 Au3+吸附剂的选择

3．4．1 Pb2+静态吸附试验研究结果

3．4．2正交试验结果

3．4．3动态吸附试验研究

3．4．4解吸附循环试验结果

3．4．5改性柿渣清除工厂含Pb2+废水研究结果

3．5 Au3+吸附试验结果与分析

3．5．1柿渣对提取液中金属离子的吸附效果

3．5．2 Au3+静态单因素试验

3．5．3正交试验结果

3．5．4吸附过程中的研究

4结论与展望

参考文献

作者简介

致谢