改性農業廢料對PVC生產廢水中鉛離子的吸附處理試驗研究

李智慧 蔡敏敏（邵陽學院生物與化學工程系，湖南 邵陽 422000）

農業肥料花生殼中含有大量的纖維素類和多酚類物質，經酸性甲醛、高猛酸鉀、硝酸改性后可作為吸附劑用于PVC 廢水的凈化處理。農業廢料作為生物吸附劑用于吸附有較大的比表面積和高空隙率、含較多吸附官能團（羥基、羧基、酰胺基、磷?；龋1]，可以通過離子交換或螯合等方式吸附重金屬離子，同時原材料廣泛，價格低廉，無二次污染。許多學者對纖維素改性吸附金屬離子的研究已經有了相當不錯的效果[2-5]。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

SF-200型粉碎機，江蘇泰興；101A-3型數顯電熱鼓風干燥箱，上海浦東；BP221S型電子天平，德國賽多利斯股份公司；JB-2型恒溫磁力攪拌器，上海雷磁新涇。

紫外可見分光光度計，試劑甲醛，高猛酸鉀，硝酸鉛，孔雀綠，碘化鉀，鄰苯二甲酸氫鉀，氫氧化鈉均為分析純，98%濃硫酸溶液，68%硝酸溶液。

1.2 農業廢料改性

選用湖南省隆回縣花生殼作為改性原材料，經烘干后打磨成粉備用。

稱取花生殼粉1g，置于25ml 圓底燒瓶，加入75g 甲醛硫酸混合液（0.1mol/L硫酸與甲醛的質量比為5：1），65℃回流反應1h后水洗至中性抽濾，70℃烘干。稱取花生殼粉1g，置于200ml燒杯，加入50ml 0.1%高錳酸鉀加熱反應1h 后水洗至中性抽濾，70℃烘干。稱取花生殼粉1g，25ml圓底燒瓶，加入15ml，10%硝酸溶液，55℃反應1h后水洗至中性抽濾，70℃烘干。

1.3 吸附劑化學結構檢測

1.3.1 電鏡圖片表征

原材料

高錳酸鉀改性

1.3.2 BET比表面積分析

表面細度有明顯變化，比表面積有明顯改善，可以選擇為吸附劑進行吸附實驗研究。

1.4 鉛離子吸附性能測定

對100mg/LPb2+溶液選用三種改性吸附劑進行吸附反應，采用分光度法測定吸附殘液剩余離子濃度[6]，分別研究九個實驗條件下的吸附率，分析不同吸附劑吸附鉛離子的工藝條件（吸附時間、溶液pH、溫度、吸附劑量）

1.4.1 實驗條件如左圖

Q 吸附劑對重金屬溶液的吸附率，%

C0溶液中離子濃度，mg/L，

C吸附反應后溶液中剩余離子濃度，mg/L

實驗結果分析見下表（不同吸附劑在九個實驗條件下的吸附率圖表）

實驗結果表明，對25ml，100mg/L 鉛離子溶液進行吸附處理，高錳酸鉀改性花生殼比未改性花生殼的吸附率平均高出38%，酸性甲醛改性花生殼比未改性花生殼的吸附率平均高出18%，硝酸改性花生殼比未改性花生殼的吸附率平均高出15%。

2 結語

經過正交試驗數據分析與驗證實驗可以知道，

花生殼的吸附最佳工藝條件是30℃，pH=6，吸附15min，吸附劑1g，影響其吸附效率的主要因素依次是，溶液pH 值＞吸附溫度＞吸附劑用量＞吸附時間。

高錳酸鉀改性花生殼的吸附最佳工藝條件是30℃，pH=4，吸附55min，吸附劑1g，影響其吸附效率的主要因素依次是溶液pH值＞吸附溫度＞吸附時間＞吸附劑用量。

酸性甲醛改性花生殼的吸附最佳工藝條件是吸附溫度20℃、溶液ph=4、吸附時間55min、吸附劑用量1.5g，影響其吸附效率的主要因素依次溶液pH 值＞吸附溫度＞吸附劑用量＞吸附時間。

硝酸改性花生殼的最佳工藝條件是吸附溫度20℃、溶液pH=4、吸附時間55min、吸附劑用量0.5g，影響其吸附效率的主要因素依次是吸附時間＞溶液pH值＞吸附溫度＞吸附劑用量。

[1]金寶丹.纖維素改性及其吸附重金屬離子的應用研究[D].遼寧：遼寧工程技術大學，2010.

[2]李山，趙虹霞.硝酸改性花生殼對Pb2+的吸附研究[J].化學與生物工程，2007，24（3）：36-38.

[3]雷娟.高錳酸鉀改性對花生殼吸附Cd2+和Pb2+的特性和機理的影響[D].廣州：華南理工大學，2014.

[4]廖朝東、廖正福.花生殼的綜合利用研究（一）—花生殼改性制備重金屬吸附劑初探[J].廣西師范學院學報，2004，21（1）：68-70.

[5]林芳芳.改性花生殼對水中Cd2和Pb2+的吸附特性研究[D].廣州：華南理工大學，2011.

[6]吳霖生，任煒.分光光度法水相快速測定鉛[J].滁州學院學報，2008，10（5）：65-66.