正文:
(初始pH=5.5,初始Cd
2+浓度为0.001 mol/L,固液比为1.6g/L)
Fig.2. Kinetics of Cd(II) adsorption by chemically modified biosorbents and raw flax (initial pH=5.5; initial cadmium ion concentration 0.001 mol/L; S/L ratio 1.6 g/L)
3.3最大吸附量实验
不同镉离子浓度在吸附上的影响被检测显示在图3。从图3可看出,在Cd
2+溶液浓度为0.0005-0.0045 mol/ L时,不同的吸附剂对Cd
2+的吸附量逐渐上升,在Cd
2+溶液浓度大于0.0045 mol/ L时,不同的吸附剂对Cd
2+的吸附量基本趋于平稳,不再上升,即不再随金属离子浓度的增加而增大。HNO
3改性的吸附剂对Cd
2+ 的吸附量最高,其值为0.84 mol/ kg,与未处理的亚麻吸附剂相比,Cd
2+吸附量增加了137%。

图3 Cd
2+初始浓度对未处理的和经硝酸改性的亚麻吸附剂吸附Cd
2+的影响
(初始pH=5.5, 固液比为1.6g/L,振荡时间为4h)
Fig.3.Effect of initial cadmium ion concentration on Cd(II) biosorption by chemically modified sorbents and raw flax (initial pH 5.5; S/L ratio 1.6 g /L; contact time 4 h).
Langmuir和Freundlich 吸附等温线方程,大量的用来分析平衡数据运用数学上的方程式,此分析方法对于对比不同的吸附剂是重要的
[4]。
Langmuir模型:

(3)
式中
qm生物吸附剂吸附金属离子的最大量(mol/ kg);
b是Langmuir常数。
Freundlich 模型:
q=
KfCe1/n (4)
式中
Kf和
n是Freundlich常数。
Langmuir和Freundlich 吸附等温线方程拟合的回归系数
R2值和参数值
qm、b、k 和
n 例于表1。基于Langmuir吸附等温线模型拟合的
R2值显示大于0.9,基于Langmuir吸附等温线模型拟合的
qm 值的大小次序是HNO
3> raw。对于所有的吸附剂基于Freundlich 吸附等温线模型拟合的
R2值显示大于0.80,因此,Freundlich 吸附等温线模型也能符合实验数据,但是相对于Langmuir吸附等温线模型,Freundlich 吸附等温线模型并不是最好的模型,因为其拟合的
R2值普遍的低于Langmuir吸附等温线模型,尽管,普遍地认为Freundlich 吸附等温线方程是一个经验性公式,广泛地适用于实验数据
[5]。所以对于描述这些吸附过程,Langmuir吸附等温线模型是最符合实验数据的,并且,可以认为这些吸附过程是单分子层吸附。
表一Langmuir和Freundlich 吸附等温线参数值
Table 1 Langmuir parameters and Freundlich parameters of different biosorbents on adsorption cadmium metal ion
Sorbent
type |
Langmuir Parameters |
Freundlich Parameters |
qm (molkg-1) |
b |
R2 |
Kf |
1/n |
R2 |
raw |
0.79 |
0.48 |
0.91 |
2.60 |
0.24 |
0.80 |
HNO3 |
1.12 |
0.38 |
0.93 |
2.17 |
0.12 |
0.83 |
3.4固液比实验
未处理的和经硝酸改性的亚麻吸附剂投入量对Cd
2+的吸附效率的影响,其结果见图4。从图4可以看出,开始,随着不同的吸附剂投入量增加,所有吸附剂对Cd
2+的吸附萃取率均增加,当固液比为4.3 g/L时,吸附剂对Cd
2+ 吸附萃取率不再增加,根据最高的对Cd
2+吸附萃取率和成本效益,应选择最佳的固液比为4.3 g/L。

图4 S/L比对Cd
2+吸附的影响(初始pH=5.5,初始Cd
2+浓度0.001mol/L,振荡时间4h)
Fig.4. Effect of S/L ratio on Cd(II) biosorption by different sorbents.(initial pH 5.5; initial cadmium concentration 0.001mol/ L; contact time 4 h )
4.结 论
(1)对于不同亚麻废料吸附剂,对金属离子Cd
2+ 的吸附大小顺序:HNO
3> raw。
(2) 经HNO
3改性的亚麻生物吸附剂对Cd
2+ 的吸附最佳条件是;最佳pHe=5.37,在180min内建立了化学反应平衡,最大吸附量是1.12mol/kg,最佳的固液比为4.3g/L。
(3)经不同吸附等温线模型拟合比较,HNO
3和raw对Cd
2+ 的吸附实验数据最符合Langmuir吸附等温线模型,并且,可以认为这些吸附过程是单分子层吸附。
参考文献
[1]袁一傲.张士灌区镉污染的人群效应研究[M].中国环境科1992(3):173-176.
[2]于萍,任月明,张密林.处理重金属废水技术的研究进展[J].环境科学与管理,2006,(07):1-2.
[3] Xiaomin Li , Yanru Tang , Xiuju Cao, Dandan Lu, Fang Luo, Wenjing Shao. Preparation and evaluation of orange peel cellulose adsorbents for effective removal of cadmium, zinc, cobalt and nickel . Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects. 2008,317:512-521.
[4] Schiewer S and Volesky B. In: D.R. Lovely (Ed.), Environmental Microbe–Metal Interactions, ASM Press, Washington, DC, Chapter 14. 2000.
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