CS-EGDE/Fe3O4凝胶微球对水中重金属离子的吸附性能及机理研究

摘要：

以壳聚糖为代表的天然生物质自身含有大量活性基团能选择性吸附重金属离子,为重金属废水的高效经济处理提供了可能.本实验以壳聚糖为基材,采用原位共沉淀法和乙二醇二缩水甘油醚(EGDE)交联法共同作用制得CS-EGDE/Fe3 O4凝胶微球吸附剂,通过电子扫描显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线能谱(EDS)、傅里叶红外光谱(FTIR)、饱和磁强分析(VSM)对样品进行了充分表征.通过静态吸附批实验及模拟固定床动态吸附实验,较系统的考察了凝胶微球在不同初始pH、接触时间和初始浓度下对多元重金属Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的吸附性能.结果表明:①CS-EGDE/Fe3O4凝胶微球内部孔隙发达,具有良好的超顺磁性;②吸附剂能够快速与重金属离子发生螯合反应,主要作用基团为-NH3和-OH,且对重金属离子吸附符合准二级动力学,吸附过程可用Langmuir等温吸附方程描述,为单层化学吸附;③在多元吸附体系中发生拮抗作用,重金属竞争吸附顺序为Pb(Ⅱ) ＞Cu(Ⅱ) ＞Zn(Ⅱ),主要是3种离子共价指数的差异导致了这一结果;④固定床在多元重金属模拟废水处理中表现出良好的去除效能,对Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的饱和吸附时间分别为13、8、2h.研究显示,CS-EGDE/Fe3O4凝胶微球对水中重金属离子具有良好的吸附性能,有望为重金属废水处理提供一种新的研究思路和技术路线.

关键词：磁性壳聚糖、凝胶微球、多元重金属、竞争吸附、固定床动态吸附

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分类号：X703(一般性问题)

资助基金：国家自然科学基金41772264

在线出版日期：2019-08-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：2172-2181