荞麦皮生物吸附去除水中Pb2+的性能研究

摘要

农业废弃物荞麦皮用作廉价生物吸附材料,研究其吸附去除水中Pb2+的性能和影响因素.采用间歇实验考察了pH、吸附剂用量、粒径、Pb2+初始浓度、吸附时间和温度对荞麦皮吸附去除水中Pb2+的影响.结果显示:pH在2.0～5.5之间,荞麦皮对Pb2+的吸附量随pH增加不断增大,然后趋于恒定;吸附容量随荞麦皮粒径和用量的增大在减小.荞麦皮吸附Pb2+的过程相对较快,5 h基本达到平衡,吸附动力学过程可用新建立的QS模型描述.吸附等温线分别采用Langmuir,Freundlich,Dubinin-Radushkevich和Temkin方程进行拟合,结果发现它们都能较好的描述等温吸附数据,其中Langmuir等温线方程拟合最好,45℃时对应的最大吸附量qmax为31.78 mg/g.Pb2+在荞麦皮上的吸附过程的自由能的变化值ΔG约为-22.01(±0.65)kJ/mol,Dubinin-Radushkevich平均吸附能E约为10.43(±0.45)kJ/mol,且受温度影响较小,表明该吸附过程是一个自发的离子交换化学吸附.此外,采用酸和碱对荞麦皮进行预处理,结果显示酸处理会降低荞麦皮对Pb2+的吸附,而碱处理能稍微提高其对Pb2+的吸附.本研究结果表明荞麦皮可作为廉价、绿色吸附材料用于水中Pb2+的吸附去除.