【文章內(nèi)容簡介】 時間為150min時，Cr6+%，而隨后去除率隨時間的延長基本保持穩(wěn)定。故本實驗選擇吸附時間為150min。+性能的影響溶液pH會影響Cr6+水溶液中的形態(tài)，并對吸附劑上的化學(xué)官能團活性產(chǎn)生影響[1819]。，加入100mL 20mg/L的六價鉻溶液，在溫度為20℃，恒溫振蕩150min，、、測定其吸光度，計算去除率。圖33 溶液pH對花生殼吸附Cr6+性能的影響考察溶液pH對花生殼吸附Cr6+的影響，由圖33可知，隨著pH的下降，去除率逐漸下降，以上數(shù)據(jù)表明，酸性環(huán)境有利于吸附劑對Cr6+的吸附，溶液pH的升高不利于吸附反應(yīng)的進行。當(dāng)pH=，%。+性能的影響，加入100mL 20mg/L的六價鉻溶液，恒溫振蕩150min，溫度分別為15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃時，測定其吸光度，計算去除率。考察吸附溫度對花生殼吸附Cr6+的影響，由圖34可以看出，當(dāng)溫度為20℃時，%。隨著溫度升高，去除率先上升后下降，溫度達到20℃后，去除率效率下降。故本實驗選擇吸附溫度為20℃。圖34 吸附溫度對花生殼吸附Cr6+性能的影響，分別加入100mL溶液濃度分別為15 mg/L、20 mg/L、25 mg/L、30 mg/L、35 mg/L的六價鉻溶液，溫度為20℃，恒溫振蕩150min，測定其吸光度，計算最大吸附量。Langmuir模型[20]是最常用的吸附等溫線方程，基于以下假設(shè)條件：吸附質(zhì)只能在固體表面上呈單分子層吸附；固體表面的吸附作用是均勻的；被吸附分子之間無相互作用。Cr6+在花生殼吸附量上的公式： q=（C0Ce）V/m (式21)q為平衡吸附量，㎎/g；C0為Cr6+的初始濃度濃度，g/L；Ce為Cr6+平衡時的濃度，g/L；V為Cr6+溶液的體積，L；m為花生殼質(zhì)量，g。Langmuir模型其線性表達式為： Ce/qe=Ce/qm+1/bqm (式22)式中：qe—平衡時的吸附量，mg/g；qm—飽和吸附量，mg/g；Ce一吸附平衡時Cr6+的濃度，mg/L； b一吸附速率常數(shù)，L/mg。由圖35可知，（1）Langmuir等溫吸附模型線性相關(guān)性符合較好，可以很好的描述Cr6+在花生殼上的吸附行為；（2）從Langmuir吸附等溫式的參數(shù)中可以判斷出吸附過程中存在最大飽和吸附量。表32 未改性花生殼 Langmuir相關(guān)參數(shù)（溫度20℃）模型擬合方程相關(guān)系數(shù)Langmuiry=+R2=qm =b=圖35花生殼吸附等溫模型 本章小結(jié)根據(jù)花生殼目數(shù)、花生殼用量、溶液pH、吸附時間、吸附溫度因素的條件下，使用單一變量，確定吸附最佳條件。使用花生殼對六價鉻吸附，、振蕩時間為150min、吸附溫度為20℃，花生殼目數(shù)為40100目、溶液濃度為20mg/%。第四章 改性花生殼對六價鉻離子的吸附研究 概述改性花生殼主要是指對其表面結(jié)構(gòu)特性和表面化學(xué)性質(zhì)進行改性，以適合吸附不同的污染物。表面物理結(jié)構(gòu)改性是指通過物理或化學(xué)的方法增大吸附材料比表面積，控制孔徑大小及其分布，從而提高其物理吸附性能。表面化學(xué)性質(zhì)改性主要是通過氧化還原反應(yīng)提高吸附材料表面含氧酸性、堿性基團的相對含量以及負(fù)載金屬改性，提供特定吸附活性點，調(diào)節(jié)其極性、親水性以及與金屬或金屬氧化物的結(jié)合性，從而改變對極性、弱極性或非極性物質(zhì)的吸附能力[21]。目前，國內(nèi)外的改性的方法有酯化改性、甲醛/硫酸改性、磷酸改性、硝酸改性、鹽酸改性等，%，甲醛/%，%，%，%，結(jié)合以上描述及實驗室條件，該實驗采用甲醛/硫酸改性、硝酸改性、磷酸改性。花生殼的酸性甲醛改性對重金屬離子的吸附有較大影響。改性過程使花生殼中一些含有羥基、羧基、芳香環(huán)、C—O和C—O—C鍵的混合物被脫除。改性后花生殼的等電點略有升高,而和羧基有關(guān)的表面負(fù)電荷量則明顯降低。改性使羧基減少的同時也暴露了新的Cr 6+的吸附位點。改性還有利于增加重金屬離子在花生殼內(nèi)孔中的傳質(zhì)速率,從而使吸附達到平衡的時間略有減少[14]。 6+性能的影響采用H3PO甲醛/硫酸=1:HNO3三種改性方法, ，加入100mL、20 mg/L的六價鉻溶液，在溫度為20℃，恒溫振蕩150min，測定吸光度，計算去除率。考察三種改性方法對去除率的影響，%、%、%，甲醛/硫酸的去除率最高，%,故本實驗選擇甲醛/硫酸改性。表41 不同改性方法對花生殼吸附Cr 6+性能的影響方法H3PO4甲醛/硫酸HNO3去除率%%% 投加量對改性花生殼吸附Cr 6+性能的影響、、 20mg/L的六價鉻溶液，在溫度為20℃，恒溫振蕩150min，測定吸光度，計算去除率。 圖41投加量對改性花生殼吸附Cr 6+性能的影響考察改性花生殼用量對去除率的影響，由圖41可以看出，隨著花生殼用量的增加，Cr6+去除率逐漸增大，去除率不再升高，反應(yīng)趨于平衡，%。這是由于增大花生殼用量，比表面積增大，孔道增多，使得可接受Cr6+的活性點位和活化官能團增多[6]。 溶液pH對改性花生殼吸附Cr 6+性能的影響，加入100mL20mg/L的六價鉻溶液，在溫度為20℃，、恒溫振蕩150min，測定其吸光度，計算去除率。圖42溶液pH對改性花生殼吸附Cr 6+性能的影響考察溶液pH對花生殼吸附Cr6+的影響，由圖42可以看出，隨著pH的增加，去除率不斷下降。當(dāng)pH=，%。以上數(shù)據(jù)表明，酸性環(huán)境有利于吸附劑對Cr6+的吸附。一方面，pH值低時，溶液中的Cr 6+主要以HCrOCr2O42形式存在，同時質(zhì)子H+較多，花生殼表面功能基團氨基、羧基接受質(zhì)子H+，形成正電性的—NH3+、—OH2+吸附中心，通過靜電作用，鉻陰離子可被正電吸附中心所吸附；隨著溶液pH值的增大，雖然Cr6+仍然以HCrO4, Cr2O42形式存在，導(dǎo)致對鉻陰離子吸附量的減小，可見，花生殼表面帶正電荷的功能基團和鉻陰離子間的靜電作用在吸附過程中，起著重要的作用。另一方面，溶液pH值得增大會使Cr 6+在溶液中的形態(tài)分布發(fā)生變化，導(dǎo)致Cr2O42的數(shù)目增多，HCrO4的數(shù)目減小，從而使得Cr2O42成為占優(yōu)勢的鉻陰離子。這兩方面的原因最終導(dǎo)致了Cr 6+吸附率的減小[22]。總之，pH值對溶液中Cr 6+的形態(tài)分布和花生殼表面功能基團對所帶電荷有明顯的影響。 吸附溫度對改性花生殼吸附Cr 6+性能的影響，加入100mL質(zhì)量濃度為20mg/L的六價鉻溶液，溫度分別為15℃、20℃、25℃、30℃、35℃，恒溫振蕩150min，測定其吸光度，計算去除率。圖43吸附溫度對改性花生殼吸附Cr 6+性能的影響考察溫度對改性花生殼吸附Cr6+的影響，溫度在改性花生殼吸附Cr 6+的過程中起著重要的作用，溫度升高，分子的運動速度加快。改性花生殼中含有大量的黃原酸酯，內(nèi)部存在大量的Na+，吸附Cr 6+就是Na+與Cr 6+的位置的交換過程，當(dāng)溫度升高時，加快了Na+的游離，可提高對Cr 6+的吸附效率[4]。由圖43可以看出，隨著溫度的升高，去除率先上升后下降，當(dāng)溫度為25℃時，%。故本實驗選擇溫度為25℃。 吸附時間對改性花生殼吸附Cr6+性能的影響，、20mg/L的六價鉻溶液，溫度為25℃，恒溫振蕩80min、120min、140min、150min、160min、180min，測定其吸光度，計算去除率。考察吸附時間對改性花生殼吸附Cr6+的影響，由圖44可以看出，花生殼對Cr6+去除率隨吸附時間延長而呈遞增趨勢，隨著時間的延長，去除率不斷上升，直至160min時達到平衡，%。主要原因是吸附初始階段花生殼表面有大量的活性點位，能迅速聚集溶解于水中的Cr6+，并且較高的濃度差造成的質(zhì)傳推動力；隨著吸附反應(yīng)的不斷進行，花生殼表面堆積了大量Cr6+，提供的活性位點減少，阻礙了Cr6+運動，同時溶液的Cr6+濃度在迅速下降使得Cr6+