谷壳的差热红外扫描电镜分析及对铜铅离子的生物吸附研究

摘要

用差热分析(DTGDTA)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM/EDS)等方法对谷壳的质量随温度上升而变化的情况、表面的官能团、表面形态及主要元素构成等进行了分析,并研究了谷壳对水溶液中Cu2+、Pb2+的生物吸附作用.加热170℃时谷壳质量损失约6%,至170～290℃时质量损失约45%,至500℃时质量仅余约11%.在320℃、440℃分别有2个放热峰.谷壳的红外吸收光谱图主要由碳水化合物如木质素、纤维素等的吸收带组成.红外光谱分析表明,1735cm-1和1615cm-1处的吸收峰为不同CO的伸缩振动峰;1515cm-1处为苯环的骨架振动峰,而1243cm-1处是苯羟基中C—O的伸缩振动峰.1456cm-1处的吸收峰为CH3—和CH2—的弯曲振动峰,1374cm-1处是甲基的弯曲振动峰.SEM/EDS分析表明,谷壳表面粗糙,且主要由碳氧硅铝元素构成.结果表明,吸附时间、溶液pH、吸附剂用量、金属离子初始浓度及Na+和Ca2+离子对吸附均有影响.谷壳对Cu2+、Pb2+的吸附在30min基本达到平衡,在pH为5左右吸附效果较好,Ca2+对吸附的影响比Na+严重.随初始浓度的增加,吸附量增大,且吸附可用Langmuir方程描述.在本实验条件下,谷壳对Cu2+、Pb2+的最大吸附量分别为3.46mg·L-1、12.5mg·L-1.一种金属离子的存在能显著降低谷壳对另一种金属离子的吸附,且Pb2+对Cu2+的影响较Cu2+对Pb2+的影响更严重.单一体系和混合体系的实验结果表明,谷壳对单一体系中Cu2+、Pb2+的吸附能力分别大于对混合溶液中Cu2+、Pb2+的吸附能力.