活化玉米芯對水中Cd2+的吸附研究

姜依含+李薇

摘 要：研究了以活化玉米芯為吸附劑對水中的Cd2+的吸附效率，考察了投加量、初始濃度、PH值、吸附時間等對吸附效率的影響。結果表明：玉米芯吸附Cd2+最佳條件為投加量為0.5g、初始濃度為10mg/L、PH值為6～7、時間為3h；最大吸附率達到97%以上。以活化玉米芯作為吸附劑處理含Cd2+廢水是可行的。

關鍵詞：玉米芯；重金屬；吸附；原子吸收分光光度法；廢水

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.202

重金屬是指密度大于4.5g/cm3、相對原子質量大于55的金屬，通常是指對環境危害較大的汞、鎘、鉻、鉛等幾種元素。重金屬廢水的處理有離子交換法、化學沉淀法、電化學等多種方法，但這些方法在濃度低于100mg/L 時，處理效率較低，成本很高[1]。生物吸附法利用廉價的生物材料對重金屬進行吸附，尤其適宜低濃度的重金屬廢水的處理[2]。試驗以玉米芯為吸附材料對水中Cd2+進行了吸附研究。

1 實驗部分

1.1 玉米芯活化處理

玉米芯經粉碎過篩后，用質量分數為1%的稀硝酸、1%的硫代乙醇酸和2.5%的乙二胺四乙酸鈉鹽各浸泡24 h，固液比均為1：5，然后過濾一去離子水沖洗一烘干一備用[3]。

1.2 儀器與試劑

86801型號PH計；HZQ-C型雙層空氣恒溫振蕩器；乙炔鋼瓶；WM-2H型無油氣體壓縮機；3510型原子吸收分光光度計；Zn、Cd空心陰極燈；硝酸、鹽酸、3CdSO4.8H2O等藥品試劑均為分析純。

1.3 靜態吸附試驗

用移液管取100mL模擬廢水，轉入250 mI 碘量瓶中；通過吸附時間、初始濃度、吸附劑投加量、pH值等條件，將碘量瓶置于振蕩器中，室溫下振蕩、吸附一定時間，取其濾清液用原子吸收分光光度儀測定殘存的Cd2+的濃度。

Cd2+標準曲線：取6支100mL容量瓶，依次加入0；0.5；1；1.5；2；2.5mL儲備液（200mg/L），定容，用原子吸收分光光度計測定其的吸光度，繪出標準曲線。y=18.511x-0.0391；R2=0.991。

2 結果與討論

2.1 玉米芯的投入量對Cd2+吸附率的影響

試驗測定結果見表1。

初始濃度20mg/L，pH為6～7之間，振蕩4小后過濾測定。從表1可見，隨著投入量的增加，玉米芯吸附Cd2+的效率逐漸提高；當玉米芯投入量為0.5g的時候玉米芯對Cd2+的吸附率達到97%，接近吸附平衡。當玉米芯投入量大于0.5g的時候玉米芯對Cd2+的吸附效率基本不變。玉米芯投入量在0.5-0.7g之間，玉米芯對Cd2+的吸附效果最佳。

2.2 初始濃度對玉米芯吸附Cd2+的效率的影響

PH為6～7，活化玉米芯0.5g，振蕩吸附4h測定。從表1可見，隨著Cd2+初始濃度的升高，玉米芯對Cd2+吸附率呈降低趨勢。當Cd2+初始濃度為10 mg/L時玉米芯對Cd2+的吸附達到97.3%；而當Cd2+初始濃度為60 mg/L時玉米芯對Cd2+的吸附降低為93.5%，吸附率仍然較高；這說明玉米芯對金屬離子的初始濃度吸附效率范圍比較廣。

2.3 pH值對玉米芯吸附Cd2+的影響

活化玉米芯0.5g，初始濃度為10mg/L，振蕩吸附4h后測定。從表1可見，隨著PH值的增加，玉米芯吸附Cd2+的效率也有一定的提高，在PH值為6的吸附效果最佳；然后隨著PH值升高吸附率趨于下降。可見溶液酸堿性都不利用吸附過程，均會導致吸附效果下降。

2.4 吸附時間對玉米芯吸附Cd2+效率的影響

活化玉米芯0.5g，初始濃度10mg/L，在PH值6-7之間。從表1可見，隨著吸附時間的升高，玉米芯對Cd2+吸附率呈現先升高后降低趨勢，但升降比較平緩。吸附時間為30min時玉米芯對Cd2+的吸附達到75.2%，吸附時間為3小時玉米芯對鎘離子的吸附率達到了97.1%，之后隨著時間增加吸附率有所下降；這說明吸附隨時間增加逐漸達到平衡后再增加吸附時間會發生解析現象，因此3h為最佳吸附時間。

3 結論

對鎘離子的吸附在投入量在0.5g時吸附基本上平衡，鎘離子初始濃度為10mg/L最佳吸附效率可以達到97.3%。吸附鎘離子的最佳PH值范圍在6-7。最佳吸附時間為3h。

活化玉米芯作為含鎘廢水的吸附劑，具有儲量大，來源豐富，價廉易得：穩定性高，對Cd2+的去除效果明顯。因此在該領域開展研究及應用具有廣闊前景，對環境治理也具有重大的意義[4]。

參考文獻：

[1]李曉森，盧滇楠，劉錚.采用廢棄農林生物質吸附和回收重金屬研究進展[J].化工進展，2012（31）：915-919.

[2]袁基剛，劉娟，任益平.生物吸附劑在廢水處理中的應用[J].內江科技，2010（12）：312-315.

[3]揭詩琪，喬麗媛，李明明等.改性生物質材料對Cr（VI）fl-3吸附性能[J].中國有色金屬學報，2015（25）：1362-1368.

[4]李仕友，鄺應林，謝水波等.改性膨潤土對廢水中染料的吸附[J].工業水處理，2012，32（08）：5-8.

作者簡介：姜依含（2000-），女，滿族，遼寧撫順人，學生。endprint