小球藻吸附重金属离子的试验研究

小球藻吸附重金属离子的试验研究（精选4篇）

篇1：小球藻吸附重金属离子的试验研究

不同小球藻对工业废水中金属离子吸附能力比较

研究了5种小球藻(Chlorella phyrenoidosa,Chlorella vulgaris,Chlorella ellipsoidea,Chlorella sorokiniana,Chlorellasp.)对电镀厂污水中部分金属离子的吸附情况.结果表明:各种小球藻对测定的`Zn2+,Cu2+,Ni2+,Cr3+等金属离子都有一定吸附能力,不同小球藻对同一离子的吸附能力存在差异,同一小球藻对不同离子的吸附能力有不同.综合看来,Chlorellaphyrenoidosa和Chlorella vulgaris对上述离子都有较好的吸收.

作 者：吴能表 付启昌 龙云 阳义健 朱利泉 王小佳 WU Neng-biao FU Qi-chang LONG-Yun YANG Yi-jian ZHU Li-quan WANG Xiao-Jia  作者单位：吴能表,WU Neng-biao(西南师范大学,生命科学学院,重庆,400715;西南农业大学,园林学院,重庆,400716)

付启昌,龙云,阳义健,FU Qi-chang,LONG-Yun,YANG Yi-jian(西南师范大学,生命科学学院,重庆,400715)

朱利泉,王小佳,ZHU Li-quan,WANG Xiao-Jia(西南农业大学,园林学院,重庆,400716)

刊 名：西南农业大学学报（自然科学版）  ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF SOUTHWEST AGRICULTURAL UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE) 年，卷(期)： 27(1) 分类号：X131.2 关键词：小球藻   金属离子   富集  

篇2：小球藻吸附重金属离子的试验研究

重金属离子的吸附方法有很多, 比如: 化学沉淀法、电化学处理法、离子交换法、吸附和蒸发等, 但是这些方法越来越难以满足现代废水的排放标准, 而且需要我们付出很大的经济代价, 因此需要一种高效、可再生、来源广泛的材料来代替。近些年来人们致力于探究新型的吸附剂, 也就是生物吸附剂。生物吸附剂的最大特点在于来源广泛、无毒、可再生, 因此利用生物吸附剂来治理废水相对于其他净化水资源的方法有很大的优越性和竞争力。而棉花是我国重要的经济作物之一, 关系到我国的国计民生。棉花副产品棉花壳富含纤维素是一项巨大的再生资源和物质财富。

本研究采用分光光度法, 用棉花壳对含有重金属离子铜的溶液进行处理来研究棉花壳对重金属离子的吸附性能并探究其影响因素, 通过对实验影响因素的研究, 找出棉花壳吸附重金属离子铜的较优操作条件。

1 主要仪器和试剂

实验仪器: 721 可见分光光度计、电子天平、电加热套、烘箱、干燥器、水浴锅、磁力搅拌器、超声波振动仪、循环水真空泵、容量瓶、烧杯、玻璃搅拌棒、洗瓶等。

实验试剂: Cu SO4·5H2O、铜试剂、缓冲溶剂 ( 六亚甲基四胺- 盐酸) 、蒸馏水、氨水。

2 实验方法

2. 1 标准曲线的绘制

在分光光度计上选择波长为450nm, 配制酮离子溶液浓度分别1. 2μg / m L、1. 6μg / m L、2. 0μg / m L、2. 4μg / m L、2. 8μg / m L、3. 2μg / m L、3. 6μg / m L, 用氨水分别调节至p H = 9, 再用只加显色剂和氨水的溶液作空白液, 用分光光度计测出吸光度值, 得其标准曲线为: A = 0. 1587C - 0. 0095。

2. 2 对棉花壳的预处理

1. 取一定量的棉花壳用蒸馏水冲洗, 然后将其放入蒸馏水中浸泡2h后取出, 放入120℃ 烘箱中至恒重, 然后将其粉碎后放入干燥器中待用。

移取30m L20μg/m L铜标准溶液, 定容于50m L的容量瓶中, 加入0.1g40目未改性的吸附剂棉花壳, 室温下 (约20℃) , 在磁力搅拌器上搅拌30min, 静置, 取上层清夜, 测得吸光度为0.123。

2.称取棉花壳, 用1:5的氨水浸泡1.5h, 并用磁力搅拌器不断搅拌, 抽滤、烘干, 并用上述同样的方法测溶液的吸光度, 测得吸光度A=0.027, 可见改性后的吸光度小于未改性前的吸光度, 故改性后吸附率升高。因此, 此后使用棉花壳选用此法进行处理。

3 实验各影响因素的测定

3. 1 溶液初始p H

分别移取六组200μg/m L铜标液5m L, 分别加入HCl - Na OH体系中调节p H, 使p H = 3、4、5、6、7、8 的溶液, 定容于50m L的容量瓶, 分别加入0. 1g吸附剂, 20℃ 下, 在磁力搅拌器上搅拌20min, 静置, 取上层清夜, 测吸光度, 计算出溶液中铜离子吸附率。

可知, 在一定的吸附条件下, 当p H在3 到5 之间时, 吸附率随着p H的增大而增大; 当p H大于5 时, 吸附率随着p H的增大而减小。所以在实验条件下, 棉花壳吸附重金属离子铜的最适p H为5。

3. 2 吸附剂的用量

分别移取六组200μg/m L铜标液5m L, 定容于50m L的容量瓶中, 调节到最佳p H = 5, 分别加入吸附剂0. 05g、0. 10g、0. 15g、0. 20g、0. 25g、0. 30g、0. 35g, 在20℃ 下, 在磁力搅拌器上搅拌20min, 离心、静置, 取上层清夜测吸光度, 计算出溶液中铜离子吸附率。

可知, 在吸附条件一定时, 吸附率随着吸附剂用量的增多而增大, 但存在最大吸附率; 当吸附率达到最大值后, 吸附率随着吸附剂用量的增多基本保持不变。所以在实验条件下, 棉花壳吸附重金属Cu2 +的最佳吸附剂用量为0. 3g。

3. 3 溶液初始浓度

准确移取6 份体积为3 m L、4m L、5m L、6m L、7 m L、8m L的浓度为200μg/m L的铜标液, 定容于50m L的容量瓶中, 调节到最佳p H, 分别加入0. 3g吸附剂, 20℃ 下, 在磁力搅拌器上搅拌20min, 离心、静置, 取上层清夜测吸光度, 计算出溶液中铜离子吸附率。

可知, 在吸附条件一定时, 吸附率随着初始浓度的增加而减小。

3. 4 温度

移取六组200μg /m L的铜标液5m L, 调节p H为5 , 然后定容于50m L的容量瓶中, 分别加入0. 3g吸附剂, 设置温度为25 ℃ , 35 ℃ , 45 ℃ , 50 ℃ , 55 ℃ , 70 ℃ , 在磁力搅拌器上搅拌20 min, 离心、静置, 取上层清夜测吸光度, 计算出溶液中铜离子吸附率。

可知, 吸附条件一定时, 起初吸附率随着温度的升高而增大;但吸附率存在最大值。当温度继续升高, 吸附率反而随着温度的升高而降低。所以最佳的吸附温度为45℃ 。

3. 5 吸附时间

分别移取六组200μg/m L铜标液5m L, 定容于50m L的容量瓶, 调节至最佳p H, 分别加入0. 3g吸附剂, 45℃ 下, 在磁力搅拌器上分别搅拌10 min、15 min、20 min、25 min、30 min、35min, 取上层清夜5m L测吸光度, 计算出溶液中铜离子吸附率。

可知, 在一定的吸附条件下, 吸附率随着吸附时间的增长而增大, 但是存在最大吸附率。当达到最大吸附率时, 吸附率就会随着吸附时间的增长而降低。所以在实验条件下, 棉花壳吸附重金属离子铜的最佳吸附时间为35min。

4 结论

篇3：小球藻吸附重金属离子的试验研究

关键词：木屑；活性炭；化学改性；Pb2+；Cu2+；吸附等温线

中图分类号：X52 文献标志码：A 文章编号：1002-1302（2014）03-0306-03

随着世界经济的快速发展，冶炼、电解、医药、油漆、合金、电镀、纺织印染、造纸、陶瓷与无机颜料制造等行业每年排放大量含有多种重金属离子的工业废水。具有高毒性、难生物降解的重金属对环境安全带来严重的威胁，正逐步成为全球关注的问题。2010年，我国各大江河湖库均受到不同程度的重金属污染，辽河、黄河、西南诸河和长江等水系共有40个断面出现重金属超标现象[1]。这些水体中的重金属离子及其化合物能在鱼类及其他水生生物体内富集，通过饮水和食物链的生物积累、生物浓缩、生物放大等作用，对人类和周围的生态环境造成严重的危害[2]。因此，目前重金属成为了最受瞩目的一类环境污染物，减少重金属危害一直是国内外工业界与环保部门的重点研究课题。

针对水体中重金属污染治理最根本的解决途径除了从产生源头上应用清洁生产和循环经济思路对重金属的使用和排放进行限制外，因传统的化学、物理法处理成本高、效果不稳定[3-4]，还应积极探讨新的重金属污染治理手段，如研究和发展新型天然吸附剂、重金属捕集剂和生物技术对重金属污染的治理，充分发挥它们成本低的优势，同时加强多种治理技术的联合应用，从而寻找出治理重金属污染的有效途径[5]。生物活性炭吸附法作为一种效率高、成本低的治理重金属污染的有效途径，越来越多地引起了人们的重视[6]。本研究以廉价易得的木屑为原料，对其进行化学改性，探讨改性后的生物活性炭对水中重金属离子Pb2+和Cu2+的吸附去除效果。

1 材料与方法

1.1 试剂与仪器

硝酸铅和五水硫酸铜（分析纯，国药集团化学试剂有限公司），其他试剂均为市售分析纯。KTC 100C空气恒温摇床（上海福玛实验设备有限公司），721可见光分光光度计（上海元析仪器有限公司），TAS-986原子吸收分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司），SX-4-16箱式节能电阻炉（湖北英山国营实验设备厂）。

1.2 木屑活性炭的制备

原料木屑取自废弃木材，经除灰、清洗后于105 ℃下烘干，破碎至1～2 mm颗粒待用。称取一定量的木屑，以不同质量的木屑与浓度为50%的磷酸按不同的比例混合均匀，同时添加一定量的硼酸进行催化，在80 ℃下置于烘箱中浸渍 3 h，放入大小合适的坩埚中，置于马弗炉中于一定的温度下活化60 min。活化结束后，用蒸馏水反复洗涤至pH中性，烘干备用。生物活性炭的制备流程见图1。

以亚甲基蓝吸附值为衡量指标，以磷酸和木屑的质量比（磷屑比）、硼酸的添加量（质量分数）、活化温度为影响因素，分别选取3个水平进行试验。根据L9（33）正交表设计的试验方案（表1），测定不同条件下制备活性炭的亚甲基蓝的吸附值，并据此用极差分析法分析正交试验的结果。以亚甲基蓝吸附值作为参考时的最佳工艺组合为A1B3C2，即磷酸和木屑的质量比为1 ∶ 1，硼酸添加量为3%，活化温度为400 ℃。参照传统的磷酸法活化工艺[7]试验结果，生产同样品质的活性炭产品，采用硼酸催化活化工艺，所需的温度从500 ℃降至 400 ℃，磷屑比由3 ∶ 1降到1 ∶ 1，这对降低生产能耗和设备投资具有重要意义。

根据最佳工艺组合制备生物活性炭，测得其亚甲基蓝吸附值为227.6 mg/g。该结果远大于芦春梅制备的秸秆活性炭的亚甲基蓝吸附值（75.6 mg/g）[8]，表明该法制备的活性炭孔隙相对较大，性能更好。

3 结论

采用磷酸活化硼酸催化的方法对木屑进行化学改性，并开展了改性后的生物活性炭对Pb2+和Cu2+的平衡吸附试验，结果表明，木屑活性炭对溶液中Pb2+和Cu2+的吸附分为先快后慢2个阶段。吸附40 min后，木屑活性炭对Cu2+的去除率可达到90%以上，对Pb的去除率能达到80%以上。活性炭对Pb2+和Cu2+的平衡吸附数据用Frendlich方程来拟合效果更好，R2可达到0.99以上。活性炭对Pb2+和Cu2+的理论最大吸附量分别为9 497、14 225 mg/kg。

参考文献：

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篇4：小球藻吸附重金属离子的试验研究

天然粘土矿物由于具有大的比表面积、特殊的孔道结构、表面负电荷及大量的吸附位点, 对水体中的重金属离子有很好的吸附性能, 作为价格低廉的吸附剂得到较广泛的应用。本文查阅国内外文献, 归纳总结了粘土矿物用于处理重金属离子废水的研究情况。

1 高岭石

高岭石 (英文名称kaolinite, 化学式:Al4[Si4O10] (OH) 8) 是一种层状结构的铝硅酸盐粘土矿物。Suraj等[1]对高岭石进行了煅烧和酸化处理, 考察其对Cu2+和Cd2+的吸附。结果表明:经600℃煅烧和2M HCl酸化处理后, 高岭石的比表面积增加, 对Cd2+、Cu2+的吸附量明显提高。Bhattacharyya等[2]将高岭石在500℃煅烧10h, 吸附水体中Fe3+、Co2+和Ni2+。结果表明:高岭石对Fe3+、Co2+、Ni2+的附量分别为6.0、5.3、5.2mg/g。Gupta和Bhattacharyya[3]用二氯氧化锆和四丁基溴化铵对高岭石进行改性, 并用于对Ni2+的吸附。发现改性后吸附量下降, 分析原因是由于改性剂分子屏蔽了粘土表面负电荷, 且堵塞吸附孔道所致。吴宏海等[4]考察了高岭石对Cu2+, Pb2+的吸附, 提出吸附模式为离子交换和表面配位吸附模式并存。

2 蒙脱石

蒙脱石 (英文名称montmorillonite, 化学式: (Al2, Mg3) Si4O10OH2·n H2O) 是一种含水的2:1型层状铝硅酸盐矿物。Bhattacharyya和Gupta[5]用0.25 M硫酸对蒙脱石活化3h, 再在500℃煅烧10h。活化后的蒙脱石对Cd2+、Co2+、Cu2+、Pb2+、Ni2+的吸附量分别提高至33.2、29.7、32.3、34.0、29.5 mg/g。热力学研究表明蒙脱石-Pb2+、-Ni2+、-Co2+的相互作用是放热过程, 而蒙脱石-Cu2+、-Cd2+的相互作用是吸热过程。De Pablo等[6]用1 N Ca Cl2溶液将蒙脱石钙化, 并对Hg2+、Cr3+、Pb2+、Cu2+、Zn2+、Ba2+、Ni2+、Mn2+、Cd2+、Ba2+、Ag+等吸附, 并考察了不同p H值的影响及其沉淀物物种。结果表明:钙基蒙脱石的吸附量均高于原蒙脱石。当p H<5, Cr3+、Pb2+、Cu2+以氧化物及氢氧化物沉淀的形式存在于溶液中, 当p H值较大时, Hg22+、Zn2+、Ba2+、Cd2+、Ni2+、Mn2+、Ag+以阳离子的形式存在于溶液中, 或者吸附在粘土矿物上, 吸附量由大到小排序为Hg22+>Zn2+>Ba2+>Cd2+>Ni2+>Mn2+。杜培鑫等[7]研究了钙基蒙脱石对Sr2+、Cs+、Pb2+的吸附效果, 结果表明:初始浓度、p H值对吸附量的影响差别很大, Sr2+、Cs+的最佳p H=4, 最佳质量浓度分别为0.4g/L、1.0g/L;Pb2+的最佳p H=8, 最佳质量浓度为0.8g/L。

3 凹凸棒石

凹土棒石 (英文名称attapulgite, 化学式:Mg5Si8O20 (OH) 2 (OH2) 4) 是一种2:1型链层状结构的含水富镁硅酸盐粘土矿物。王文己等[8]用盐酸活化凹凸棒石, 增大了凹凸棒石对Cd2+的吸附率。陈浩、赵杰[9]研究了Pb2+和Zn2+在凹凸棒石及酸化凹凸棒石中的竞争吸附特征, 发现样品对Pb2+的吸附性均优于Zn2+, 但酸化凹凸棒石较原土对Zn2+具有更高的选择吸附性。Fan等[10]报道了凹凸棒石对Ni2+的吸附受p H值的影响明显, 在p H<8时外球面络合或离子交换是凹凸棒石对Ni2+吸附的主要机制, 而在p H值>8时内球络合是主要的吸附机理。

4 其它矿物

除了上述粘土矿物报道较多外, Zazzi等[11]研究了p H值对绿泥石吸附Ni2+的影响, 发现吸附量只能在很小的p H值范围内增加。刘霞等[12]报道了伊利石在p H=2~6时对Cd2+的吸附率随p H的升高而增加, 随离子强度的增强而降低。朱健等[13]较详尽地阐述了硅藻土对重金属离子吸附性能、行为、机制等方面的研究情况。

5 结束语