關(guān)于EDTA法制得鐵鋯復(fù)合氧化物對(duì)水中Cu2+、Hg2+的吸附研究

侯存東

(泰安市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，泰安 271000)

關(guān)于EDTA法制得鐵鋯復(fù)合氧化物對(duì)水中Cu2+、Hg2+的吸附研究

侯存東

(泰安市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，泰安 271000)

利用白蠟樹(shù)葉對(duì)鐵鋯復(fù)合氧化物進(jìn)行改良所得材料為吸附劑，在吸附廢水中銅、汞離子時(shí)，溶液pH、吸附材料投加量對(duì)吸附效果的影響。

重金屬離子；鐵鋯復(fù)合氧化物；吸附效果

1 引 言

吸附法因處理成本低處理效果好而被認(rèn)為是處理重金屬?gòu)U水最具有前景的方法。吸附法核心的吸附材料主要有鐵氧化物、鋁氧化物和改性樹(shù)脂等。其中鐵鋯復(fù)合氧化物是備受關(guān)注的復(fù)合氧化物之一，但在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)其吸附穩(wěn)定性不高，且吸附效果也有待提高。利用白蠟樹(shù)葉中含有的有機(jī)物對(duì)鐵鋯復(fù)合氧化物進(jìn)行改良，改良后的鐵鋯復(fù)合氧化物吸附效果及吸附性能明顯提高。

2 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的配置和標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的繪制

Cu2+標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的配置：溫室下稱(chēng)取3.9g CuSO4溶解轉(zhuǎn)移到1000mL容量瓶中定容得1g/L的Cu2+標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。Hg2+標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的配置：溫室內(nèi)稱(chēng)取1.356g HgCl2溶解在燒杯中再轉(zhuǎn)移到1000mL容量瓶中定容得1g/L的Hg2+標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。緩沖溶液的配置：緩沖液隨用隨配，取30gNH4Cl溶于適量水中移入500mL容量瓶中，加濃氨水65mL定容，的pH=9.5的緩沖溶液。顯色劑的配置：稱(chēng)取0.05g的間苯二酚用適量的乙醇將其溶解，加入蒸餾水移入100mL容量瓶中，定容。Cu2+標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的繪制：用 Cu2+標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液配置成1mmol/L的標(biāo)準(zhǔn)使用液，量取0.2mL，0.4mL，0.8mL，1.0mL，1.2mL，1.4mL，1.6mL，1.8mL的標(biāo)準(zhǔn)使用液分別移入100mL比色管中，加入5mL顯色劑，和10mL緩沖液，定容至刻度線(xiàn)，靜等反應(yīng)完全，用分光光度計(jì)在測(cè)其吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。Hg2+標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的繪制：用 Hg2+標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液配置成1mmol/L的標(biāo)準(zhǔn)使用液，量取0.2mL，0.3mL，0.4mL，0.5mL，0.6mL，0.7mL，0.8mL，0.9mL，1.0mL，1.1mL，1.2mL分別移入100mL比色管中，加入5mL顯色劑，和10mL緩沖液，定容至刻度線(xiàn)，靜等反應(yīng)完全，用分光光度計(jì)在測(cè)其吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。

3 吸附劑改良樹(shù)葉的選取與制備

選擇常見(jiàn)的7種植物的葉片，用蒸餾水洗3-5次晾干，剪碎各稱(chēng)取5g放置相同規(guī)格的燒杯內(nèi)，加150mL蒸餾水，在水浴鍋內(nèi)(80℃)加熱2h，溶液抽濾各量取100mL，按鐵鋯總物質(zhì)的量為0.1mol且比例為1∶4加入ZrOCl2·8H2O和FeCl3，在磁力攪拌器的攪拌下反應(yīng)2h。用NaOH溶液調(diào)pH值范圍到9～9.5，后放置于80℃烘箱內(nèi)反應(yīng)24h；去除抽濾，用無(wú)水乙醇和蒸餾水清洗3遍，將產(chǎn)物放置103℃的烘箱內(nèi)烘干24h，取出研磨。

用所配儲(chǔ)備液配置合適濃度(離子濃度10～200mg/L)的模擬廢水，均取50mL的模擬廢水置于相同的錐形瓶?jī)?nèi)，加入相同量合適的吸附劑，放置在恒溫振蕩器上震蕩反應(yīng)2h；過(guò)濾反應(yīng)溶液，分別取適當(dāng)清夜加入顯色劑和緩沖溶液后測(cè)定其吸光度計(jì)算出種樹(shù)葉改良后的吸附劑的去除率。比較選出改良效果較好的樹(shù)葉。

4 各影響因素的探究方法

4.1 pH對(duì)吸附效果的研究方法

用Cu2+、Hg2+標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液配置成20mg/L的模擬廢水，向兩組各七只相同的錐形瓶?jī)?nèi)取50mL模擬廢水，用HCl，NaOH調(diào)節(jié)模擬廢水的pH值分別為3，4，5，6，7，8，9，加入適量(約0.07g)吸附劑，放置于震蕩搖床上震蕩反應(yīng)2h，過(guò)濾后測(cè)定溶液中殘留的金屬離子濃度。

4.2 投加量的研究方法

取20mg/L含Cu2+、Hg2+的模擬廢水 50mL，調(diào)節(jié)pH值為5.5，加入改良后的鐵鋯復(fù)合氧化物吸附劑0.02g、0.05g、0.07g、0.10g、0.15g、0.2g、0.3g 進(jìn)行吸附劑用量實(shí)驗(yàn)，吸附反應(yīng)2h，過(guò)濾后測(cè)定溶液中殘留的金屬離子濃度。

4.3 離子濃度的影響

取濃度為 10mg/L、20mg/L、40mg/L、80mg/L、100mg/L、150mg/L、200mg/L、300mg/L及400mg/L的含Cu2+、Hg2+模擬廢水各 500mL，25℃下調(diào)節(jié)水樣 pH 值為5.5，吸附劑 0.07g，放置振蕩器上震蕩吸附2h，過(guò)濾后測(cè)定溶液中殘留的金屬離子濃度。

5 對(duì)吸附劑改良樹(shù)葉的選取

室溫下用七種不同樹(shù)葉果皮對(duì)鐵鋯復(fù)合氧化物吸附劑進(jìn)行改良實(shí)驗(yàn)，用所得材料對(duì)含模擬廢水進(jìn)行吸附試驗(yàn)，測(cè)得對(duì)金屬離子的去除率如圖1所示。

圖1 不同樹(shù)葉果皮改良吸附劑后的吸附效果

由圖1可以看出經(jīng)白蠟樹(shù)葉改良后的鐵鋯復(fù)合氧化物吸附劑的吸附效果要比其他植物，果皮所改良的好。因此在此試驗(yàn)中選取白蠟樹(shù)葉作為改良吸附劑的材料。

6 吸附劑對(duì)水中單一離子的吸附行為

6.1 溶液pH值對(duì)吸附效果的影響

pH值的不同不僅影響離子的存在形式還影響著吸附劑的活性，因此pH值對(duì)吸附水中重金屬離子的效果產(chǎn)生關(guān)鍵的影響。

由圖2可知，溶液pH值對(duì)吸附劑吸附Cu2+和Hg2+的去除影響很大，在溶液pH值在5附近時(shí)吸附效果最佳，溶液pH值達(dá)到中性時(shí)和堿性后，吸附劑對(duì)重金屬離子的去除效果逐漸較低，因此為追求最大去除效果時(shí)應(yīng)將廢水的pH調(diào)至5左右。

6.2 投加量對(duì)吸附效果的影響

吸附劑所投加量直接影響著吸附效果，投加量的不足和過(guò)量都會(huì)影響吸附劑去除金屬離子的效果，在投加量由不足慢慢增加時(shí)吸附劑對(duì)金屬離子的去除率明顯增加，當(dāng)投加0.07g以上后，去除率不在趨于平穩(wěn)，再繼續(xù)增加吸附劑以后，去除率反而有所下降，這是因?yàn)槲絼舛冗^(guò)高，會(huì)相互碰撞和聚集效應(yīng)增強(qiáng)，致使隨著吸附劑的投入量增加，單位質(zhì)量的吸附劑吸附量反而減少，因此不難得出吸附50mL，20mg/L的重金屬離子廢水投加0.07g吸附劑最合適。

圖2 溶液pH值對(duì)吸附效果的影響

6.3 廢水初始濃度對(duì)吸附效果的影響

在不同Cu2+、Hg2+溶液濃度，20mg/L，40mg/L，60mg/L，80mg/L，100mg/L，150mg/L，200mg/L，300mg/L，400mg/L下，投加量一定的情況下，可知隨著濃度不斷增大，去除率不斷減小，吸附量趨于不再變化，達(dá)到該材料的最大吸附量。

7 結(jié)論與建議

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在Cu2+、Hg2+存在時(shí)，用白蠟樹(shù)葉改良后的鐵鋯復(fù)合氧化物為吸附材料時(shí)，當(dāng)溶液pH=5左右，溶液離子濃度為20mg/L，反應(yīng)時(shí)間1h，吸附劑投加0.07g時(shí)，吸附效果最佳；可看出吸附劑與Hg2+的親和力要大于Cu2+。但目前只限于實(shí)驗(yàn)室階段，因此建議進(jìn)一步探究吸附材料吸附后的處理，以及用熒光光譜法分析吸附劑的化學(xué)組成和吸附機(jī)理。

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[5]黨曉芳.核桃殼對(duì)水中 Pb2+、Ni2+的吸附研究[D].華東交通大學(xué)，2014.

EDTA Method，Zirconium Compound Iron Oxide on the Adsorption of Cu2+，Hg2+in Water Research)

HOU Cundong

(Taian Environmental Monitoring Station，Taian 271000)

With ash leaves on iron zirconium compound oxide modified the material as the adsorbent，the adsorption of copper，mercury ion in waste water，the solution pH，adsorption material dosing amount of adsorption effect.

heavy metal ions；iron and zirconium composite oxides；adsorption effect

侯存東，學(xué)士，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)

X21

A

1673-288X(2017)02-0092-02

引用文獻(xiàn)格式：侯存東.關(guān)于EDTA法制得鐵鋯復(fù)合氧化物對(duì)水中Cu2+、Hg2+的吸附研究[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2017，42(2)：92-93.