膨化稻殼重金屬吸附材料應(yīng)用基礎(chǔ)研究.pdf

1、本研究在國家“十一五”科技支撐計(jì)劃(2007BAB18808)項(xiàng)目：《礦冶重金屬廢水生物質(zhì)吸附材料的研制與研究》的資助下，從廢棄資源高效利用和減少化學(xué)污染的角度出發(fā)，以天然稻殼通過簡單物理改性得到的膨化稻殼作為吸附劑，系統(tǒng)研究了該材料對Cu 2+、pb2+、Zn2+、Ag+、Cd2+、Cr3+六種重金屬離子的一元、三元以及六元金屬離子混合溶液的吸附特性，并與相同條件下天然稻殼和商業(yè)高碘值椰殼活性炭的吸附特性進(jìn)行了對比實(shí)驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上，對

2、膨化稻殼吸附重金屬離子的機(jī)理進(jìn)行了初步探討。
　　 (1)膨化稻殼與天然稻殼的對比實(shí)驗(yàn)表明：天然稻殼對Ag+的吸附效果較好，吸附在40min左右達(dá)平衡，去除率99.76％，吸附量可達(dá)41mg/g。而膨化稻殼對Cu2+、Zn2+以及毒性更大的重金屬離子Cd2+、pb2+、Cr3+的吸附效果則明顯優(yōu)于天然稻殼。實(shí)驗(yàn)條件下膨化稻殼對Cu2+、pb2+、Zn2+、Ag+、Cd2+、Cr3+六種重金屬離子的最大吸附量分別為18.46mg/

3、g、38.89mg/g、36.99mg/g、8mg/g、23mg/g和5mg/g。膨化稻殼對六種重金屬離子的吸附平衡時(shí)間均在lh以內(nèi)，特別是膨化稻殼對較低濃度的Cu2+、Zn2+、Pb2+、Cd 2+吸附幾乎在lOmin以內(nèi)即可達(dá)到平衡，特別適用于流水線工藝的快速吸附。
　　 (2)為了進(jìn)一步考察膨化稻殼在重金屬廢水處理應(yīng)用中的潛力，在相同試驗(yàn)條件下與商業(yè)高碘值椰殼活性炭對不同重金屬混合溶液的吸附效果進(jìn)行對比研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：

4、膨化稻殼對Cu2+、pb2+、Zn2+三元混合溶液，Ag+、Cd2+、Cr3+三元混合溶液以及Cu2+、pb2+、Zn2+、Ag+、Cd2+、Cr3+六元混合溶液中的各種離子都表現(xiàn)出良好的吸附效果。僅對Ag+的吸附效果不及商業(yè)高碘值椰殼活性炭，而對其余各金屬離子單獨(dú)的吸附效果和整體吸附效果都較之表現(xiàn)更為出色，而且金屬離子的復(fù)配也有利于提高膨化稻殼的整體吸附效果。膨化稻殼對六元混合溶液中各種金屬離子的去除率均能達(dá)到65％以上，其中對Cu

5、2+、pb2+、Cr3+的去除率均可以達(dá)95％以上：總的飽和吸附量可高達(dá)1.7mmol/g，比相同條件下高碘值椰殼活性炭的吸附容量高0.3mmol/g。
　　 (3)膨化稻殼對重金屬良好的吸附效果主要在于本身所含有的木質(zhì)素、纖維素、半纖維素中大量的吸附官能團(tuán)和無定形Si02的對重金屬的優(yōu)良吸附效果，其疏松的結(jié)構(gòu)增加了比表面積，暴露出更多的吸附位點(diǎn)，增加了膨化稻殼吸附位點(diǎn)與重金屬離子的反應(yīng)接觸機(jī)會。而膨化稻殼對不同重金屬離子吸附效