李 磊,袁竹青,李佳珂,郝一影,陳 珂

(河南省化工研究所有限責(zé)任公司，河南 鄭州 450052)

1 成批量吸附實(shí)驗(yàn)方法

稱取一定量的雙變性淀粉吸附劑于250mL錐形瓶中，以移液管準(zhǔn)確量取初始濃度為C0的待吸附鋅離子溶液100mL(已調(diào)節(jié)好pH值)注入瓶中，在200r·min-1的恒溫振蕩器上振蕩，吸附平衡后，取出錐形瓶并靜置。取少量樣品過濾并用離心機(jī)離心分離，取上清液，用分光光度計(jì)測(cè)定殘余離子濃度，計(jì)算鋅離子的平衡吸附量[1]。

1.1 pH值的影響

取濃度為40mg·L-1的鋅離子在不同pH(1.0～9.0)條件下進(jìn)行吸附，繪制pH-平衡吸附量曲線。

1.2 吸附溫度的影響

取濃度為40mg·L-1的鋅離子溶液，分別在20℃、30℃、40℃條件下進(jìn)行吸附，繪制溫度-平衡吸附量曲線。

1.3 銅離子濃度的影響

取濃度分別為10～40mg·L-1的鋅離子在相同溫度、相同pH條件下進(jìn)行吸附，繪制鋅離子濃度-吸附量曲線。

2 結(jié)果與討論

2.1 吸附過程中pH的影響

圖1是吸附過程中pH值對(duì)鋅離子平衡吸附量的影響。由圖1可看出，酸性條件下的吸附量很低，因?yàn)闅潆x子和帶正電荷的重金屬離子相互排斥[2]。pH升高，金屬離子的去除率升高，可能的原因是隨pH升高，競(jìng)爭性離子(如H+和其它正電荷)的濃度下降，正電荷濃度降低，對(duì)吸附的重金屬離子的排斥力降低。但pH過高會(huì)生成氫氧化物沉淀，使離子的吸附率下降。因此確定鋅離子吸附的最佳pH為7。靜態(tài)吸附測(cè)得的最佳pH也適用于動(dòng)態(tài)吸附。

2.2 吸附過程中溫度的影響

圖2是溫度對(duì)平衡吸附量的影響。達(dá)到最大吸附量前，是由物理吸附到化學(xué)吸附的過渡區(qū)域，這時(shí)兩種吸附狀態(tài)共存。由于溫度不夠高，化學(xué)吸附不夠快，所以不是平衡結(jié)果。另外，因?yàn)榛瘜W(xué)吸附需要活化能，故升高溫度對(duì)化學(xué)吸附有利，即隨著溫度升高，吸附容量增大。當(dāng)達(dá)到吸附最高點(diǎn)時(shí)，化學(xué)吸附達(dá)到平衡，又因?yàn)槲绞欠艧徇^程，所以隨著溫度升高，吸附容量反而下降。故吸附過程存在一個(gè)最佳溫度 30℃[3]。

2.3 不同鋅離子濃度的吸附曲線

5種不同濃度鋅離子的吸附曲線見圖3。吸附速率常數(shù)、平衡吸附量、平衡時(shí)間列于表1。由圖3可知，離子濃度不大時(shí)，最佳吸附時(shí)間與離子濃度無關(guān)。把吸附時(shí)間定為2h，既可以保證離子濃度較高時(shí)溶液的充分吸附，對(duì)較低濃度的溶液，此時(shí)的吸附容量與達(dá)到最大吸附容量時(shí)的偏差也小。

圖3 5種不同濃度鋅離子的吸附曲線(10～50mg·L-1)

3 小結(jié)

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，達(dá)到最佳吸附效果的工藝條件為：pH值為7，溫度為30℃，不同濃度的鋅離子達(dá)到吸附平衡的時(shí)間為120min。在廢水處理中，用雙接枝淀粉對(duì)重金屬離子進(jìn)行成批量吸附時(shí)，可參考這個(gè)工藝參數(shù)。

表1 不同離子濃度的吸附速率常數(shù)比較