改性花生殼吸附劑的制備及對Pb2+的吸附性能研究論文

2013年度本科生畢業(yè)論文改性花生殼吸附劑的制備及對Pb2+的吸附性能研究院－系：理學院-化學系專業(yè)：化學年級：20XX級學生姓名：學號：導師及職稱：201X年X月2013AnnualGraduationThesis(Project)oftheCollegeUndergraduatePreparationofModifiedPeanutShellsAdsorbentandStudyontheAdsorptionPropertiesofPb2+Department:CollegeofScienceMajor:ChemistryGrade:20XXStudent’sName:XXXXXStudentNo.:Tutor:FinishedbyXX,201X畢業(yè)論文（設計）原創(chuàng)性聲明本人所呈交的畢業(yè)論文（設計）是我在導師的指導下進行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設計）不包含其他個人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本論文（設計）的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中作了明確說明并表示謝意。作者簽名：日期： 畢業(yè)論文授權使用說明本論文（設計）作者完全了解紅河學院有關保留、使用畢業(yè)論文（設計）的規(guī)定，學校有權保留論文（設計）并向相關部門送交論文（設計）的電子版和紙質(zhì)版。有權將論文（設計）用于非贏利目的的少量復制并允許論文（設計）進入學校圖書館被查閱。學?？梢怨颊撐模ㄔO計）的全部或部分內(nèi)容。保密的論文（設計）在解密后適用本規(guī)定。

作者簽名：指導教師簽名：日期：日期：蒲東畢業(yè)論文答辯委員會(答辯小組)成員名單姓名職稱單位備注XXX講師紅河學院X學院主席（組長）XXX教授紅河學院X學院XXXXXX講師紅河學院X學院XXXXXX講師紅河學院X學院XXX紅河學院本科畢業(yè)論文（設計）紅河學院本科畢業(yè)論文（設計）摘要纖維素對于重金屬離子具有一定的吸附能力，花生殼中含有大量的纖維素，實驗以此為根據(jù)，用NaOH對花生殼作預處理，CS2對其作改性處理，研究改性花生殼對Pb2+的吸附性能。本實驗主要通過控制改變重金屬離子初始濃度，吸附溫度，吸附時間，吸附劑的用量，pH等方面的影響因素，對比分析得出改性花生殼達到最佳吸附性能的條件和最佳吸附性能。實驗發(fā)現(xiàn)，在pH=7，60℃的條件下，加入0.8000g的改性花生殼吸附劑對50mL初始濃度為50mg/L的Pb2+溶液吸附90min時，效果最佳，達到最佳吸附條件時的平衡吸附率為97.13%，吸附容量為3.02mg/g。關鍵詞：花生殼；改性；吸附；Pb2+ABSTRACTCellulosehascertainadsorptioncapacitiesforheavymetalions,peanutshellcontainsalotofcellulose,theexperimentonthebasisofthis,thepretreatmentofpeanutshellbymeansofNaOH,CS2onthemodification,modificationofpeanutshelladsorptionpropertiesforPb2+.Thisexperimentmainlycontrolledbyvaryingtheinitialconcentrationofheavymetalions,adsorptiontemperature,adsorptiontime,adsorbentdosage,theinfluencefactorsofthepH,themodifiedpeanutshelltoachievethebestadsorptionconditionandtheoptimaladsorptionperformancecomparisonandanalysis.Experimentsshowthat,inthepH=7,60℃,thebesteffectofadding0.8000gmodifiedpeanutshelladsorbentfor50mLinitialconcentrationofPb2+solutionbyadsorptionon90min50mg/L,theequilibriumadsorptionefficiency,achievethebestadsorptionconditionwas97.13%,theadsorptioncapacityof3.02mg/g.Keywords:PeanutShell;Modified;Adsorption;Pb2+

目錄1前言 11.1重金屬的污染及鉛的危害 11.2重金屬污染的常用治理方法 11.3改性纖維素離子吸附劑的研究現(xiàn)狀 21.4纖維素吸附劑的制備方法 31.5本實驗的研究意義 52實驗部分 72.1實驗材料 72.1.1試劑 72.1.2主要儀器 72.2改性花生殼離子吸附劑的制備 82.2.1實驗原理 82.2.2實驗路線 82.2.3實驗步驟 92.2.4改性花生殼離子吸附劑對Pb2+的吸附實驗 103結果分析 123.1改性花生殼離子吸附劑的制備條件的優(yōu)化 123.1.1浸泡時間 123.1.2NaOH濃度 123.1.3小結 123.2改性花生殼離子吸附劑對Pb2+的吸附實驗 123.2.1重金屬離子初始濃度對結果的影響 123.2.2吸附溫度對結果的影響 133.2.3吸附時間對結果的影響 143.2.4吸附劑用量對實驗結果的影響 153.2.5PH對實驗結果的影響 163.2.6小結 164結論與展望 18參考文獻 19致謝 21前言紅河學院本科畢業(yè)論文（設計）PAGE16PAGE171前言1.1重金屬的污染及鉛的危害在眾多重金屬中，有不少是人體不可缺少的微量元素，但與此同時，在社會經(jīng)濟發(fā)展的今天，“三廢”的任意排放也給人類帶來了健康的危機。目前，重金屬離子污染的主要來源是來自于造紙、印刷、化工生產(chǎn)、農(nóng)藥等方面。僅在2009年這一年的時間，中國環(huán)保部門就統(tǒng)計接報了12起的重金屬污染事件，總計導致了4035人鉛含量的超標，以及182人鎘含量的超標。在現(xiàn)如今，重金屬的污染已經(jīng)成為了世界級的問題，對其的治理和防護也隨之成為一個熱點問題。而鉛是人體所需微量元素中惟一的不需要，它是一種不能被微生物降解的穩(wěn)定重金屬污染物，而且在環(huán)境中可以長期積累。據(jù)了解，接觸到鉛的人群，長期在體內(nèi)積累的鉛元素能夠抑制血細胞的形成，從而致使人體智力的下降，工作成績、學習情緒低落。微量的鉛元素還能通過流動的血液隨之進入人的腦組織，進而破壞人的小腦和大腦皮層，擾亂細胞的代謝活動，讓氧氣及營養(yǎng)物質(zhì)供應不足，從而引發(fā)人體大腦的小毛細血管的內(nèi)皮層上細胞的腫脹，最終惡化為彌漫性的腦損傷。鉛元素的中毒對于兒童的危害更加的厲害，兒童的體質(zhì)對與鉛元素的吸收較之成年人相比要高出好幾倍的含量。當兒童血液中鉛含量達到60ug/mL時，就會引發(fā)智力的障礙。1.2重金屬污染的常用治理方法處理重金屬離子污染常見的方法有：液膜法、膜分離技術、離子交換法、化學沉淀法、電解法、吸附法[1]。其中液膜法、膜分離技術、離子交換法等方法是保留了重金屬原有形態(tài)的同時，提升重金屬離子在廢液中的濃度來達到回收重金屬離子的目的。反觀化學沉淀法、電解法、吸附法等方法是通過使重金屬由離子形態(tài)轉變成不溶物的形態(tài)來達到除去的目的。液膜法與離子交換法是主要用在低濃度的重金屬離子廢水的處理上，化學沉淀法與電解法則主要是用在濃度較高的重金屬離子廢水的處理上，而吸附法則不同，它可以廣泛的應用在處理各類的重金屬離子廢水上。吸附法的原理是通過吸附劑材料較高的表面積和他特殊的內(nèi)部構造對重金屬離子廢水進行物理及化學吸附。吸附劑可分為非生物類吸附劑及生物類吸附劑。生物類吸附劑包括生物體制劑、活性污泥等等。生物類的吸附方法相比較于生物的絮凝方法更復雜，它是經(jīng)過絡合、螯合、離子交換以及物理吸附等等一系列的生物作用與化學作用來使重金屬離子能夠被微生物所吸附。研究發(fā)現(xiàn)，不管是死體生物或者是活體生物都對重金屬離子有一定的吸附能力，并且這種生物類的吸附劑吸附能力強、易于分離回收、來源廣、價格低，與此同時這種生物類的吸附劑也可以使得死體微生物能夠被再次的利用，從而達到資源持續(xù)化利用的效果。非生物類的吸附劑主要包含有天然纖維素、活性污泥、礦物質(zhì)材料、活性炭、蟹殼等等。其中，活性炭是一種非極性的多孔的吸附材料，因為它有著非常寬大的表面積，和相對比較多的表面化合物，以及優(yōu)異的機械性能，便使得它成為了處理廢水污染的時候，比較常用的吸附劑之一。礦物質(zhì)類的吸附劑材料主要是有磷灰石、雷托硅藻土、沸石、蒙脫石、蛭石等一系列的礦物質(zhì)材料，這類吸附劑是經(jīng)過表面絡合、物理吸附與化學吸附等作用來達到將重金屬離子去除的效果。而纖維素類的吸附方法現(xiàn)在是一種處理重金屬離子的新興的方法，這幾年來在治理環(huán)境這方面得到廣泛的應用和推廣，具有廣闊的發(fā)展前景。天然纖維素對重金屬離子具有一定的吸附能力，與天然纖維素相比經(jīng)改性處理的纖維素吸附劑對重金屬離子具有更好的處理能力，而且吸附性能比較穩(wěn)定。1.3改性纖維素離子吸附劑的研究現(xiàn)狀廢水中含有許多各種各樣的有害物質(zhì)，它們通過水體的富集作用，積累到生物鏈中，最后進入人體中，使得人類的生產(chǎn)和生活受到毒害的嚴重影響。而在這之中，對環(huán)境的污染破壞最為嚴重和對人類的健康危害最嚴重的有害物質(zhì)之一是包含有重金屬離子的污染物。因此，能夠找到一種價格較為便宜的凈化污水的材料，以此來減少處理污水的的帶價，增加凈化重金屬污染效率這一關鍵問題也已經(jīng)成為保護環(huán)境的一個亟待解決的問題。在過去的幾年時間里，許許多多的研究者都在致力于研究低成本的能夠吸附重金屬離子的材料，其中特別是以易制得的、綠色環(huán)保及價格低廉的生物類吸附劑材料的受到學著的廣泛關注。尤其是對天然纖維素纖維進行改性處理，提高纖維素吸附性能的方法，與常見的處理重金屬離子污染的方法相比較，前者具有操作簡便、成本比較低、吸附容量大、不產(chǎn)生后續(xù)的污染、吸附速度快等優(yōu)點。所以，對天然高分子纖維素材料的研究就成為了治理重金屬污染的熱點問題。1.4纖維素吸附劑的制備方法氧化反應：纖維素的氧化反應是通過將新的官能團烯醇基或醛基酮基羧基等引入纖維素大分子中，生成不同性質(zhì)的水溶性或不溶性氧化物，稱之為氧化纖維素[2]。醚化反應：纖維素的醚化反應是指通過纖維素的羥基同烷基化試劑（即醚化劑）反應生成纖維素醚類的過程，纖維素大分子中每個葡萄糖環(huán)上都含C6上的伯羥基與C2C3上的兩個仲羥基，烴基取代羥基中的氫后即可生成纖維素醚類衍生物，經(jīng)醚化后的纖維素其溶解性能發(fā)生了顯著變化，可溶解于水稀酸稀堿或有機溶劑，纖維素醚類品種繁多，性能優(yōu)良，可廣泛用于建筑石油食品紡織醫(yī)藥造紙環(huán)保等行業(yè)，如花椒殘渣通過醚化反應，可以較好去處理生活廢水[3]。酯化反應：纖維素的酯化反應是指在酸催化下，纖維素分子鏈中的羥基與酸酸酐酰鹵等發(fā)生反應生成纖維素酯的過程，可分為纖維素無機酸酯和纖維素有機酸酯，纖維素無機酸酯以纖維素硝酸酯的使用范圍最寬廣，纖維素有機酸酯的代表物質(zhì)有纖維素甲酸酯、乙酸酯、丙酸酯、丁酸酯和二元酸酯等[4]。接枝共聚反應：纖維素的接枝共聚反應可分為3類：游離基聚合離子型聚合及縮合或加成聚合，接枝共聚能夠改善纖維素及其衍生物的結構與性質(zhì)，使之與合成高分子材料相媲美，如用硝酸鈰銨作為引發(fā)劑，將纖維素與丙烯酰胺接枝共聚獲得的吸附劑，有著廣泛的使用范圍[5]。陽離子交換纖維素的改性：陽離子交換劑可交換的基團是羧基，可遷移的陽離子能與溶液中的陽離子進行交換，谷糠纖維素與環(huán)氧氯丙烷反應制得的谷糠纖維素強酸性陽離子交換劑，對Cu2+、Cr3+、Ni2+均有很高的吸附作用[6]。纖維素與環(huán)氧丙基三甲基氯化銨制備的陽離子纖維素，可用于染料的吸附[7]。改性后的半纖維素親水性大大提高，可用于處理造紙、紡織、食品污水[8]。濃鹽酸與三甲胺反應制備纖維素陽離子交換劑的方法，用于與淀粉纖維素等天然高分子反應制備陽離子型可生物降解的高分子，此類陽離子改性高分子可用于石油污水處理等領域[9]。陰離子交換纖維素的改性：麥桿、稻殼等原料與NaOH，環(huán)氧氯丙烷，三甲胺鹽酸鹽反應制到的再生纖維素強陰離子交換劑（CSAE）對印染廢水有較好的吸附性能，且再生效果良好[10]。以聚丙烯腈纖維制得的多胺型陰離子交換纖維可用于Cr(VI)的回收處理[11]。用醋酸纖維素制成的混合納米纖維對染料廢水具有較好的脫色能力[12]。1.5本實驗的研究意義隨著近幾年來我國經(jīng)濟的發(fā)展，環(huán)境污染日益嚴重，特別是重金屬對環(huán)境的污染，每年因為重金屬污染而產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)減產(chǎn)、醫(yī)療事故等造成的損失非常巨大。同時，由于對資源的不當利用使我國本已緊缺的資源遭受巨大浪費。我國是典型的農(nóng)業(yè)大國，每年產(chǎn)生大量的天然纖維素，除部分正常使用外，大部分纖維素以廢棄物的形式丟棄或燃燒，這樣不但造成環(huán)境污染，也浪費了這些可利用資源。如，花生在我國中部和北方大面積種植，每年有大量的花生殼產(chǎn)生，這些潛在的可再生資源在未被發(fā)現(xiàn)之前成為丟棄的廢物或簡單的燃料?；ㄉ鷼ぶ饕欣w維素、半纖維素、果膠、色素等組成，其中花生殼中的纖維素成分對重金屬離子的吸附有重要作用，通過簡單的化學修飾對花生殼進行改性處理，制備出具有高吸附性能、吸附性穩(wěn)定的纖維素吸附劑，進而對處理含Pb2+廢水，為大量的花生殼資源找到利用的理論基礎。實驗選用花生殼為基礎材料制備重金屬吸附劑，一方面，以花生殼為原料，不僅減少了花生殼隨意丟棄對環(huán)境的污染，也提高了花生殼的再利用價值，另一方面，有效處理重金屬離子廢水，凈化水資源，保護人類健康。實驗部分紅河學院本科畢業(yè)論文（設計）2實驗部分2.1實驗材料2.1.1試劑表2-1實驗試劑及廠家試劑名稱級別（規(guī)格）生廠商氫氧化鈉AR天津市盛奧化學試劑有限公司無水硫酸鎂AR天津市風船化學試劑科技有限公司二硫化碳AR成都科龍化工試劑廠無水乙醇AR西隴化工股份有限公司硝酸鉛AR天津市風船化學試劑科技有限公司鹽酸GR西隴化工股份有限公司2.1.2主要儀器表2-2實驗儀器及規(guī)格儀器名稱規(guī)格容量瓶1000mL、250mL、100mL、50mL、25mL錐形瓶250mlEYELA油浴鍋OSB-2100溫度計100℃~200℃燒杯50mL、100mL、250mL、500mL紫外分光光度計UV-4802S型紫外可見光分光光度計比色皿石英電子萬用爐220V、1KW電子天平CP224C2.2改性花生殼離子吸附劑的制備2.2.1實驗原理天然纖維素對重金屬離子吸附能力不強，必須通過化學改性使它具有更強的或更多的親和基團，天然纖維材料中含有大量的雜質(zhì)，表面的膠質(zhì)、色素影響重金屬離子廢水的處理，為提高纖維素對重金屬離子廢水的處理效率，利用化學藥劑將纖維素進行改性，纖維素改性分為纖維素預處理和纖維素改性處理兩步[13]。黃化：也稱黃酸化或黃原酸化，黏膠纖維生產(chǎn)中的一個工序，將經(jīng)老成后的堿纖維素，加入二硫化碳(CS2)與之反應，生成可溶解在稀堿液中的纖維素的黃原酸酯，故名黃化，黃化也是酯化反應的一種，實驗中應用纖維素與無機酸酯化反應的親核取代原理以花生殼為基礎材料，以二硫化碳為改性藥劑，制備纖維素黃原酸酯吸附劑[14]。 圖2-12.2.2實驗路線花生殼花生殼預處理預處理改性處理改性處理吸附劑吸附劑對Pb2+對Pb2+的吸附實驗吸附劑制備條件的優(yōu)化吸附實驗的條件優(yōu)化吸附實驗的條件優(yōu)化數(shù)據(jù)計算與分析數(shù)據(jù)計算與分析得出結論得出結論圖2-22.2.3實驗步驟花生殼的預處理選擇花生殼若干，首先用清水浸泡12h，洗凈，烘干，粉碎，儲存。取粉碎、烘干的花生殼，采用足量10%的NaOH溶液浸泡花生殼，直至所有花生殼全部沉至瓶底，溶液顏色為暗黃色，過濾將暗黃色液體儲存，洗滌花生殼、烘干，完成預處理。花生殼的改性處理取預處理花生殼15g，加500mL10%NaOH，在30℃下對預處理花生殼改性處理1.5h，直到反應溶液變成橘黃色，然后加入50mL8%MgSO4攪拌溶液變?yōu)辄S色乳狀物，使改性花生殼轉型及穩(wěn)定，過濾后的固體留用，利用稀乙醇清洗固體留用物，溶出未反應的有機物及無機物，過濾、洗至中性，50℃下烘干備用，得到改性花生殼。改性花生殼離子吸附劑的制備條件的優(yōu)化浸泡時間：對于浸泡時間的篩選，是以效率的最大化為準則，即在最短的時間內(nèi)，使制備獲得的改性花生殼離子吸附劑的吸附率最高。在實驗中，分別取0.5h，1，1.5h，2h，2.5h的浸泡時間段，通過后續(xù)實驗來檢驗得出最佳的浸泡時間。NaOH濃度：在實驗中，分別用6%，8%，10%，12%，14%的濃度的NaOH來浸泡花生殼，并通過后續(xù)實驗的結果，計算出最高吸附率，與之相對應的即為實驗過程中NaOH的最佳濃度。2.2.4改性花生殼離子吸附劑對Pb2+的吸附實驗本實驗采取控制變量法，分別對重金屬離子初始濃度、吸附溫度、吸附劑用量、pH及吸附重金屬離子溶液的時間進行控制，吸附率=（C0-C1）÷C0×100%吸附容量=（C0-C1）×V÷m其中，C0—重金屬離子溶液的初始濃度，C1—吸附后重金屬離子溶液的濃度，V—溶液的體積，m—吸附劑的質(zhì)量[15]。重金屬離子初始濃度對實驗結果的影響在25℃的條件下，分別配制重金屬離子初始濃度為10mg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L、50mg/L的硝酸鉛溶液，各取50mL，再分別稱取0.8000g改性花生殼離子吸附劑加入其中，在pH=5.79的條件下，吸附30min，過濾，用紫外分光光度計測量在283.3nm下的吸光度，并計算其吸附率。吸附溫度對實驗結果的影響在25℃的條件下，配制5份初始濃度為50mg/L的硝酸鉛溶液，各取50mL，在30℃、40℃、50℃、60℃、70℃的條件下分別加入0.8000g改性花生殼離子吸附劑，在pH=5.79的條件下，吸附30min，冷卻，過濾，用紫外分光光度計測量在283.3nm下的吸光度，并計算其吸附率。吸附時間對實驗結果的影響在25℃的條件下，配制5份初始濃度為50mg/L的硝酸鉛溶液，各取50mL該溶液，分別加入0.8000g改性花生殼離子吸附劑，在pH=5.79的條件下，分別吸附30min、60min、90min、120min、150min，過濾，用紫外分光光度計測量在283.3nm下的吸光度，并計算其吸附率。吸附劑用量對實驗結果的影響在25℃的條件下，配制5份初始濃度為50mg/L的硝酸鉛溶液，各取50mL，分別加入0.2000g、0.4000g、0.6000g、0.8000g、1.0000g的改性花生殼離子吸附劑，在pH=5.79的條件下，吸附30min，過濾，用紫外分光光度計測量在283.3nm下的吸光度，并計算其吸附率和吸附容量。pH對實驗結果的影響在25℃的條件下，配制5份初始濃度為50mg/L的硝酸鉛溶液，各取50mL，調(diào)節(jié)pH分別為3、5、7、9、11，分別加入0.8000g改性花生殼離子吸附劑，吸附30min，過濾，用紫外分光光度計測量在283.3nm下的吸光度，并計算其吸附率。結果分析3結果分析3.1改性花生殼離子吸附劑的制備條件的優(yōu)化3.1.1浸泡時間對于浸泡時間的篩選，是以效率的最大化為準則，即在最短的時間內(nèi)，使制備獲得的改性花生殼離子吸附劑的吸附率最高。當浸泡時間＜1.5h時，所制得的改性花生殼離子吸附劑的吸附率呈遞增的態(tài)勢，并在1.5h時，達到最高，雖然浸泡時間＞1.5h時，所制得的改性花生殼離子吸附劑的吸附率與浸泡15h時相對比，吸附率的變化并不大。那么，多浸泡的這段時間，并沒有多大的必要，取浸泡1.5h即可。3.1.2NaOH濃度NaOH濃度的選擇，存在著一個最佳的濃度點，在實驗的過程中發(fā)現(xiàn)，當NaOH濃度＜10%時，所制得的改性花生殼離子吸附劑的吸附率是呈現(xiàn)一種遞增的趨勢，而當NaOH的濃度＞10%的時候，所制得的改性花生殼離子吸附劑的吸附率則開始下降。由此確定，當NaOH濃度為10%時，為制備改性花生殼離子吸附劑的最佳實驗濃度。3.1.3小結實驗發(fā)現(xiàn)，在10%的NaOH溶液中浸泡1.5h所制得的改性花生殼離子吸附劑的吸附效果最好，而且實驗所需的成本也比較低。3.2改性花生殼離子吸附劑對Pb2+的吸附實驗3.2.1重金屬離子初始濃度對結果的影響圖3-1如圖3-1可以看出，隨著重金屬離子初始濃度的增加，改性花生殼離子吸附劑的吸附率整體呈遞減的趨勢。在重金屬離子Pb2+濃度＜30mg/L時，改性花生殼離子吸附劑的吸附率的遞減趨勢逐漸趨于平緩，當重金屬離子Pb2+濃度＞30mg/L時，改性花生殼離子吸附劑的吸附率的遞減趨勢在逐漸增加，而并在重金屬離子Pb2+濃度=20~40mg/L之間時,改性花生殼離子吸附劑的吸附率比較穩(wěn)定，30mg/L為最佳，此時改性花生殼離子吸附劑的平均吸附率為96.09%。任何一種吸附劑對重金屬離子的吸附都存在一個最佳的吸附濃度范圍，一般認為，隨重金屬離子初始濃度的逐漸升高，單位劑量的生物吸附劑的吸附能力逐漸提高，但是經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)，當重金屬離子濃度高出一定范圍時，重金屬離子的去除率反而逐漸降低。主要是因為重金屬離子與吸附劑表面活化點的比率差異，當重金屬離子初始濃度較低時，其與單位劑量的吸附劑表面的活化點數(shù)之比較小，所以所有的重金屬離子都可與相應的活化點結合，發(fā)生反應。但是當重金屬離子初始濃度升高時，由于重金屬離子的濃度梯度差，使吸附劑表面存在較大的吸附驅動力，所以在一定的范圍內(nèi)單位劑量的吸附劑還是可以吸附更多的重金屬離子，但是當重金屬離子的初始濃度達到一定值時，吸附劑表面及內(nèi)部以大部分被占據(jù)，而且這時吸附劑內(nèi)外的濃度梯度變小，驅動力變小，所以對重金屬離子的吸附量反而減小。3.2.2吸附溫度對結果的影響圖3-2如圖3-2，當吸附溫度＜50℃時，改性花生殼離子吸附劑的吸附率呈逐漸增加的趨勢，并且這種趨勢越來越快，在50℃時，開始迅速的上升，并在60℃時，改性花生殼離子吸附劑的吸附率達到最高，為97.61%。在吸附溫度＞60℃這個點時，改性花生殼離子吸附劑的吸附率轉而開始下降。溫度對于吸附劑的活性具有促進及抑制作用，在本實驗中，當溫度在60℃以下時，改性花生殼離子吸附劑的吸附率隨溫度升高而提高，在60℃時達到最佳，當溫度＞60℃時，改性花生殼離子吸附劑的吸附率隨溫度的升高而降低。改性花生殼吸附重金屬離子是一個絡合反應，屬于放熱反應的一種，隨著吸附過程的進行，反應的溫度會隨之升高，當反應溫度達到一個臨界點時，溫度的增加將不再促進吸附過程的進行，過高的溫度會抑制改性花生殼上吸附基團的活性，從而降低其對于重金屬離子的吸附能力。3.2.3吸附時間對結果的影響圖3-3如圖3-3，當吸附時間＜90min時，改性花生殼離子吸附劑的吸附率隨吸附時間的增加在逐漸升高，且上升速度也在逐漸加快，在吸附時間達到90min時，改性花生殼離子吸附劑的吸附率最高，為93.66%，當吸附時間＞90min時，改性花生殼離子吸附劑的吸附率開始降低，降低的原因可能是出現(xiàn)了解吸的現(xiàn)象。改性纖維素吸附劑對重金屬離子的吸附過程可以大致分成兩個階段，即快速吸附階段和飽和平衡階段，而快速吸附階段又可以分成顆粒外部擴散、顆粒內(nèi)部擴散及吸附反應三個階段，改性纖維素吸附劑的表面有一層溶劑薄膜，所以在重金屬離子要到達改性纖維素時必須穿過這層薄膜才能到吸附劑表面，才完成外部擴散階段，由于吸附劑的多孔性，重金屬離子在到達吸附劑表面后會繼續(xù)向吸附劑內(nèi)部運動，即為內(nèi)部擴散階段，以上兩個階段主要是物理吸附階段，吸附的第三個階段是反應階段，重金屬離子與吸附劑表面化學基團進行離子交換、絡合等反應，快速吸附階段反應時間相對較短，隨吸附時間的增加，重金屬離子的去除率增大，重金屬離子在吸附劑表面與廢水中的濃度都不再改變時，吸附就達到了平衡，即飽和平衡階段，這一階段的反應時間相對較長。3.2.4吸附劑用量對實驗結果的影響圖3-4如圖3-4，當吸附劑用量＜0.8000g時，改性花生殼離子吸附劑的吸附率呈遞增趨勢，并且這種增長速度在逐漸降低，曲線隨之趨于平緩，當吸附劑用量達到0.8000g時，改性花生殼離子吸附劑的吸附率最高，為95.84%，此時，改性花生殼離子吸附劑的吸附容量為3.02mg/g。當吸附劑的用量＞0.8000g時，改性花生殼離子吸附劑的吸附率基本保持不變。當吸附劑用量達到一定量時，反應將保持平衡，若繼續(xù)增大吸附劑用量，對重金屬的吸附量反而降低。所以選擇一合適的吸附劑用量也是非常重要的。3.2.5PH對實驗結果的影響圖3-5如圖3-5，在整個實驗過程中，pH對實驗結果的影響呈先增后減趨勢，當pH＜7時，改性花生殼離子吸附劑的吸附率逐漸升高，并在pH=7時，改性花生殼離子吸附劑的吸附率達到最佳，為97.44%，當pH＞7時，改性花生殼離子吸附劑的吸附率開始下滑，呈降低趨勢。pH越低，酸度越強，H+濃度越大，吸附劑表面被更多的H+占據(jù)，吸附劑表面質(zhì)子化，與此同時H+也阻礙活性基團的解離，導致吸附量降低，因此pH較低不利于吸附劑對重金屬的吸附。當pH升高時，H+的競爭作用減小，增強了重金屬的吸附作用，而且在pH較高的情況下，重金屬離子與水中OH-形成難溶的氫氧化物，這樣不但起到吸附作用，而且還起到晶種作用，提高改性纖維的處理能力，但是當pH過高時，重金屬離子以不溶氧化物、氫氧化物陰離子絡合物的形式存在，減少自由的重金屬離子的濃度，使吸附過程無法完成，因而吸附劑的吸附量減少。3.2.6小結實驗發(fā)現(xiàn)，當重金屬離子初始濃度為30mg/L時，改性花生殼離子吸附劑的吸附率最高，為96.09%；當吸附溫度為60℃時，改性花生殼離子吸附劑的吸附率最高，為97.61%；當吸附時間為90min時，改性花生殼離子吸附劑的吸附率最高，為93.66%；當吸附劑的用量為0.8000g時，改性花生殼離子吸附劑的吸附率最高，為95.84%，當pH等于7時，改性花生殼離子吸附劑的吸附率最高，為97.44%。將上述條件綜合時，得到的改性花生殼離子吸附劑的平衡吸附率為97.13%，吸附容量為3.02mg/g。結論與展望結論與展望4結論與展望本文以花生殼為原料制備改性花生殼吸附劑，實驗室配制重金屬離子模擬水樣，測定吸附劑的吸附性能，確定最佳吸附劑制備條件及吸附條件。得出的結論如下：（1）改性花生殼離子吸附劑在10%的NaOH中浸泡1.5h，所制得的吸附劑的吸附效果最佳；（2）當重金屬離子初始濃度為30mg/L時，吸附率最高為96.09%；當吸附溫度為60℃時，吸附率最高為97.61%；當吸附時間為90min時，吸附率最高為93.66%；當吸附劑的用量為0.8000g時，吸附率最高為95.84%，當pH等于7時，吸附率最高為97.44%。將上述條件綜合時，得到的改性花生殼離子吸附劑的平衡吸附率為97.13%，吸附容量為3.02mg/g。；（3）與沒改性花生殼吸附劑相對比，改性花生殼吸附劑的吸附率提升了63.27%，吸附容量提升了1.96mg/g，吸附容量的提升率為64.90%。根據(jù)實驗的探究，可以看出利用纖維素的改性可以是纖維素對于重金屬離子的吸附能力大大的提升。我國也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國，開發(fā)纖維素的利用率，不僅能使資源得到充分的利用，也減少了農(nóng)業(yè)廢棄物的污染。從中可以得出，使用物理化學的改性方法可以使纖維素對于重金屬離子的吸附性能有很大的提升，改性纖維素可以廣泛的用于廢