聚乙烯醇-海藻酸钠固定香菇废弃物吸附Pb和Cd的最佳配方

摘要

选用香菇废弃物作为生物吸附剂,用聚乙烯醇(PVA)-海藻酸钠(SA)固定香菇粉制成PVA-SA固定香菇,以吸附溶液中铅(Pb)和镉(Cd)的能力为主要评价指标,结合成球性、机械强度和耐酸性等,通过正交试验确定出吸附Pb的PVA-SA固定香菇最佳配方是8%PVA+1%SA+3%香菇粉+2%CaCl2的饱和H3BO3,对Pb的吸附率为95.4%,吸附Cd的PVA-SA固定香菇的最佳配方是5%PVA+1%SA+3%香菇粉+2%CaCl2的饱和H3BO3,对Cd的吸附率为63.7%.二小球的成球性、机械强度和耐酸性都较好.Langmuir等温吸附模型能最好地拟合香菇吸附Pb的热力学过程,相关系数R2达0.9939;Freundlich模型能更好地描述香菇吸附Cd的热力学过程,R2为0.9993.Freundlich等温吸附模型适合描述PVA-SA固定香菇吸附Pb和Cd的热力学过程,R2分别为0.9587和0.9823.自由香菇对Cd的理论最大吸附量qm-Langmuir(2.8321mgg-1)小于PVA-SA固定香菇的理论最大吸附量qm-Langmuir(6.4475mgg-1),自由香菇吸附Pb的Freundlich模型参数k(0.3127)小于PVA-SA固定香菇吸附Pb的k(0.4310),香菇固定后吸附Cd和Pb的能力有所提高.PVA-SA固定香菇吸附Pb和Cd的吸附平衡时间分别为3h和7h,比自由香菇吸附Pb和Cd的平衡时间(1h)长.伪二级动力学模型能很好地拟合固定香菇吸附Pb和Cd的动力学过程,R2分别为0.9999和0.9946,由该模型计算出的对Pb和Cd的平衡吸附量理论值分别为0.4536mgg-1和0.2060mgCdg-1.伪二级动力学模型能很好地拟合固定香菇吸附Pb和Cd的动力学过程,由该模型计算出的固定香菇对Pb和Cd的平衡吸附量理论值分别为0.4536mgg-1和0.2060mgg-1,自由香菇对Pb和Cd的平衡吸附量理论值分别为1.8172mgg-1和0.8425mgg-1.PVA-SA固定香菇吸附Pb/Cd的伪二级动力学反应速率常数k2为1.3241/1.2531,自由香菇吸附Pb/Cd的k2为0.7805/0.2130,自由香菇吸附Pb/Cd的k2大于固定香菇的k2,表明固定香菇吸附Pb/Cd达到平衡所需要的时间比自由香菇所需要的时间长.