铅离子的生物吸附动力学及吸附热力学研究
吸附热力学-吸附及吸附过程
其他实验技术
热力学参数测量
通过测量吸附过程中的热力学参数，如吸附热、焓变、熵变等，来研究吸附过程的热力学性质。这些参数可以提 供关于吸附剂和吸附质之间相互作用的重要信息。
微观结构表征
利用现代分析技术，如扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）等，对吸附剂 和吸附后的表面进行微观结构表征。这些技术可以揭示吸附剂和吸附质之间的相互作用机制以及吸附过程的本质 。
动态法研究吸附过程
流动法
在一定的温度和压力下，使气体或液体以一定的流速流过吸 附剂，通过测量流出物中吸附质的浓度变化来研究吸附过程 。这种方法可以模拟实际工业过程中的动态吸附现象。
色谱法
利用色谱技术对混合气体或液体进行分离，并通过检测器测 量各组分的浓度变化来研究吸附过程。色谱法具有高灵敏度 、高分辨率和高效率等优点，适用于复杂体系的吸附研究。
动态法研究吸附过程
流动法
在一定的温度和压力下，使气体或液体以一定的流速流过吸 附剂，通过测量流出物中吸附质的浓度变化来研究吸附过程 。这种方法可以模拟实际工业过程中的动态吸附现象。
色谱法
利用色谱技术对混合气体或液体进行分离，并通过检测器测 量各组分的浓度变化来研究吸附过程。色谱法具有高灵敏度 、高分辨率和高效率等优点，适用于复杂体系的吸附研究。
基于经验公式描述多分子层吸附，适用于不均匀表面的吸附过程，但参数缺乏明确的物 理意义。
Freundlich-Temkin模型
引入线性关系描述吸附热与覆盖度之间的关系，改进了Freundlich模型的局限性。
Dubinin-Radushkevich模型
基于微孔填充理论，适用于描述微孔吸附剂的吸附行为，可计算吸附过程的平均自由能 变化。
APTES改性羧甲基壳聚糖微球对铅离子吸附性能及机理研究
APTES改性羧甲基壳聚糖微球对铅离子吸附性能及机理研究康小虎;白志山;王炳捷;杨晓勇【摘要】以羧甲基壳聚糖(CMCS)为基体,3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)作为改性剂,制备了用于吸附铅离子的改性羧甲基壳聚糖微球(A-CMCS).使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)对吸附剂的表面形貌以及化学组成及结构进行了表征.研究了初始溶液的pH值、吸附温度以及铅离子的初始浓度对A-CMCS吸附性能的影响,结果表明当pH值为5、吸附温度为303 K时吸附剂对铅离子的吸附浓度达到最大为275.2 mg/g,比未改性之前的交联微球的吸附量提升43％.并使用吸附动力学以及等温吸附模型、FT-IR和X射线光电子能谱(XPS)对吸附机理进行了探究,其结果发现A-CMCS微球对铅离子的吸附过程是一个以化学吸附为主的单分子层吸附过程,其中氨基基团在整个吸附过程的起主导作用.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2019(050)008【总页数】9页(P8161-8169)【关键词】改性吸附材料;3-氨基丙基三乙氧基硅烷;吸附机理;羧甲基壳聚糖;铅离子【作者】康小虎;白志山;王炳捷;杨晓勇【作者单位】华东理工大学机械与动力工程学院,上海200237;华东理工大学机械与动力工程学院,上海200237;华东理工大学机械与动力工程学院,上海200237;华东理工大学机械与动力工程学院,上海200237【正文语种】中文【中图分类】TQ424.30 引言随着经济的不断发展，我国的工业规模也愈加扩大，在矿山开采、金属冶炼、机械制造、电镀、电解、化工等工业的许多生产过程中都会产生重金属废水[1]，其中铅离子是毒性最强，使用量最大的重金属之一[2]。
健康人血铅的正常范围为0.483～1.45 μmol/L，当血铅含量达到2.72～3.84 μmol/L时就可能发生铅中毒[3-4]，如贫血，生殖、遗传毒性，致癌以及对神经系统造成影响，尤其对儿童的危害更大[5-6]，所以对水溶液中铅离子的去除是目前的一个重要环境问题。
《不同化学法合成施氏矿物吸附Cr(Ⅵ)机理机制研究》范文
《不同化学法合成施氏矿物吸附Cr（Ⅵ）机理机制研究》篇一一、引言施氏矿物作为一种重要的天然矿物材料，因其独特的物理化学性质，在环境治理、水处理等领域具有广泛的应用前景。
其中，施氏矿物对重金属离子，尤其是Cr（Ⅵ）的吸附性能尤为突出。
然而，传统施氏矿物的制备方法往往存在合成过程复杂、能耗高、产量低等问题。
近年来，不同化学法合成施氏矿物已成为研究热点，通过优化合成工艺和调控反应条件，可提高其吸附性能。
本文将针对不同化学法合成施氏矿物吸附Cr（Ⅵ）的机理机制进行深入研究。
二、不同化学法合成施氏矿物的制备与表征1. 制备方法本部分主要介绍不同化学法合成施氏矿物的具体方法，包括原料选择、反应条件、合成工艺等。
重点阐述各种方法的优缺点及适用范围。
2. 矿物表征利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、比表面积测定等手段，对不同化学法合成的施氏矿物进行表征，分析其晶体结构、形貌特征及比表面积等物理性质。
三、Cr（Ⅵ）吸附性能研究1. 吸附实验设计设计一系列吸附实验，探究不同化学法合成的施氏矿物对Cr （Ⅵ）的吸附性能。
包括实验条件（如pH值、温度、Cr（Ⅵ）浓度等）的选择及实验操作流程。
2. 吸附机理分析通过动力学实验、热力学实验、吸附等温线实验等手段，分析不同化学法合成的施氏矿物对Cr（Ⅵ）的吸附机理。
探讨表面电荷、离子交换、配位作用等在吸附过程中的作用。
四、施氏矿物吸附Cr（Ⅵ）的机理机制研究1. 表面性质分析通过X射线光电子能谱（XPS）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）等手段，分析施氏矿物的表面性质，包括表面官能团、表面电荷分布等。
探讨这些性质对Cr（Ⅵ）吸附的影响。
2. 反应动力学与热力学研究通过研究反应动力学和热力学参数，揭示施氏矿物吸附Cr （Ⅵ）的反应速率、反应热及焓变等，进一步揭示吸附机理。
3. 模型构建与验证基于实验结果，构建施氏矿物吸附Cr（Ⅵ）的机理模型。
通过对比实验数据与模型预测结果，验证模型的准确性和可靠性。
吸附动力学及动态学
实验步骤与实验方法
01
实验步骤
02
1. 选择合适的吸附剂和吸附质，进行预处理；
2. 配置不同浓度的吸附质溶液；
03
实验步骤与实验方法
01
实验步骤
02
1. 选择合适的吸附剂和吸附质，进行预处理；
2. 配置不同浓度的吸附质溶液；
03
实验步骤与实验方法
3. 在恒温条件下进行吸附实验，记录吸附量随时 间的变化；
扩散系数
描述分子在溶液中扩散快慢的常数， 影响吸附速率。
03
02
吸附速率常数
描述吸附速率快慢的常数，与扩散 系数、反应速率常数等有关。
反应速率常数
描述化学反应快慢的常数，影响化 学反应控制模型的吸附速率。
04
吸附动力学模型的参数
01
平衡吸附量
在一定温度和压力下，吸附剂达到 吸附平衡时的吸附量。
扩散系数
吸附动态学在各领域的应用
环境科学
吸附动态学在环境科学领域中广泛应用于处理和治理环境污染问题。例如，通过研究土壤、水体和空气中的污染物在 吸附剂表面的动态行为，可以有效地去除和降低污染物的浓度。
能源科学
在能源科学领域，吸附动态学可用于研究和开发高效、低成本的储氢材料和二氧化碳捕获技术。通过了解吸附剂对氢 气和二氧化碳的动态吸附特性，可以优化材料的结构和制备方法，提高储氢和二氧化碳捕获的性能。
物理吸附
物理吸附是指分子间的范德华力 作用，吸附力较弱，吸附速率较 快。
化学吸附
02
03
动态吸附
化学吸附是指吸附剂与被吸附物 之间通过化学键结合，吸附力较 强，吸附速率较慢。
动态吸附是指吸附剂在动态条件 下的吸附行为，如流化床、固定 床等反应器中的吸附过程。
生物吸附的热力学平衡模型和动力学模型综述
生物吸附的热力学平衡模型和动力学模型综
述
1 吸附动力学模型
生物吸附动力学模型是指根据动力学原理研究生物吸附现象的模型，它主要集中在生物物质吸附层表面上，以及相互作用和热力学物
理条件等问题上。
根据动力学原理，影响生物吸附的因素包括游离能，气体的吸附力，介质的物理性能，液体温度，压力，浓度等。
吸附动
力学模型主要分为三类：比例硬体模型，等幂硬体模型和等温硬体模型，模拟出生物物质吸附过程中的动力学状态和位置分配。
2 热力学平衡模型
生物吸附热力学平衡模型是指研究生物物质吸附过程中热力学方
法描述的模型，主要包括Langmuir态模型，Freundlich态模型，Fruendlich-Petesch态模型等。
平衡模型可以描述生物物质的活性，
计算其反应的吸附能力和吸附常数，而动力学模型则可以用于比较不
同吸附情况下的性能，从而了解生物物质吸附过程发生，变化和发展
的方向和步骤。
生物物质吸附是吸收和固定物质的重要现象，研究其热力学平衡
模型和动力学模型，有助于深入了解生物物质的特性，为其合理有效
地利用资源提供参考。
《水稻秸秆生物炭对镉的吸附性能研究》
《水稻秸秆生物炭对镉的吸附性能研究》一、引言随着工业化和城市化的快速发展，重金属污染问题日益严重，尤其是镉（Cd）污染，已成为环境科学领域关注的焦点。
镉是一种有毒的重金属，其进入人体后不易被排除，能引起肾脏和骨骼等多系统的损伤。
目前，各种修复技术中，吸附法因其操作简便、成本低廉等优点备受关注。
水稻秸秆作为一种农业废弃物，具有来源广泛、成本低廉等优点，经过炭化处理后的生物炭具有良好的吸附性能。
因此，研究水稻秸秆生物炭对镉的吸附性能，对于解决镉污染问题具有重要的现实意义。
二、材料与方法1. 材料（1）水稻秸秆：采集自本地农田，经过清洗、晾干、破碎等预处理。
（2）镉溶液：采用CdCl2·2.5H2O配制不同浓度的镉溶液。
（3）生物炭：将预处理后的水稻秸秆进行炭化处理，制备生物炭。
2. 方法（1）生物炭的制备：将水稻秸秆在管式炉中，以一定温度和时间进行炭化处理，制备生物炭。
（2）吸附实验：在一定温度下，将生物炭与镉溶液混合，充分搅拌后静置，测定上清液中镉的浓度，计算生物炭对镉的吸附量。
（3）数据分析：采用Excel和SPSS软件进行数据整理和分析。
三、结果与分析1. 生物炭的表征通过扫描电子显微镜（SEM）观察生物炭的形貌，发现生物炭表面具有丰富的孔隙结构，有利于吸附重金属离子。
通过X射线衍射（XRD）分析，发现生物炭中含有大量的无定形碳和石墨化碳。
2. 吸附性能研究（1）吸附等温线在不同温度下，测定生物炭对镉的吸附等温线。
结果表明，随着镉浓度的增加，生物炭对镉的吸附量也逐渐增加。
在相同浓度下，温度越高，生物炭对镉的吸附量也越大。
这表明生物炭对镉的吸附过程是吸热反应。
（2）吸附动力学研究在不同时间点测定生物炭对镉的吸附量，绘制吸附动力学曲线。
结果表明，生物炭对镉的吸附过程符合准二级动力学模型，表明化学吸附是速率控制步骤。
（3）影响因素研究pH值、离子强度和共存离子等因素对生物炭吸附镉的影响进行了研究。
天然水中优势菌胞外聚合物及其中主要成分对铅的吸附
第25卷第1期应用化学Vol.25No.1 2008年1月 CH I N ESE JOURNAL OF APP L I E D CHE M I ST RY Jan.2008研究论文天然水中优势菌胞外聚合物及其中主要成分对铅的吸附苏春彦a,b 康春莉a3 郭 平a 董德明a(a吉林大学环境与资源学院 长春130023;b长春工业大学化学工程学院 长春)摘 要 研究了吉林省长春市南湖天然水环境中生物膜胞外聚合物及由其分离得到的胞外多糖和胞外蛋白对铅的吸附特性,讨论了时间、pH值、其它共存金属离子等对其吸附的影响;初步探讨了胞外多糖和胞外蛋白吸附铅的反应机理。
结果表明,3种吸附剂对铅的吸附量在pH=6时最大,分别为23164、1518和3148mg/g;吸附体系均在6h以后达到吸附平衡;共存金属离子镉对铅的吸附有影响。
胞外聚合物及其中的胞外多糖和胞外蛋白对铅的吸附过程符合Lang muir和Freundlich热力学方程。
胞外聚合物中胞外多糖对铅的吸附所作贡献大于胞外蛋白。
胞外蛋白的胺基、酰胺基,胞外多糖的羟基、酰胺基等是胞外聚合物吸附铅离子过程中起关键作用的化学基团。
关键词 优势菌,胞外聚合物,铅,吸附中图分类号:O652 文献标识码:A 文章编号:100020518(2008)0120001204近年来,关于天然水体生物膜吸附重金属的研究越来越受到人们的重视[1～3]。
生物膜普遍存在于河流、湖泊、湿地环境中岩石、表层沉积物、悬浮颗粒物的表面上,是一种稳定的由微生物细胞及其所分泌的胞外聚合物组成的复杂的微生态系统[4]。
生物膜可以去除废水中含量较低或传统方法不易去除的金属离子,还可以回收一些贵重金属。
胞外聚合物是微生物在特定环境条件下产生的高分子物质,其中有大量阴离子基团,对不同类型金属离子表现出强烈的亲和性[5],是生物膜中能有效吸附重金属离子的关键成分[6],而胞外多糖和胞外蛋白在胞外聚合物中所占比例很大,在一些生物膜中多糖组分可高达胞外物质总量的65%[7]。
《水稻秸秆生物炭对镉的吸附性能研究》
《水稻秸秆生物炭对镉的吸附性能研究》一、引言随着工业化的快速发展，重金属污染问题日益严重，尤其是镉等有毒重金属的污染问题已经成为环境治理的热点问题。
镉是一种具有生物毒性的重金属，能够通过食物链进入人体，对人类健康造成严重危害。
因此，研究有效的重金属吸附材料和吸附技术，对于减少镉等重金属的污染具有重要意义。
近年来，生物炭作为一种新型的吸附材料，因其具有多孔性、高比表面积和良好的化学稳定性等特点，在重金属污染治理方面得到了广泛的应用。
本研究以水稻秸秆生物炭为研究对象，探讨其对镉的吸附性能，以期为镉污染治理提供新的思路和方法。
二、材料与方法1. 材料实验所用的水稻秸秆生物炭由本实验室自行制备。
实验所用的镉溶液由氯化镉配制而成。
2. 方法（1）生物炭的制备：将水稻秸秆进行热解处理，制备生物炭。
（2）吸附实验：在一定的温度、pH值条件下，将不同浓度的镉溶液与生物炭混合，进行吸附实验。
（3）性能分析：采用扫描电镜、X射线衍射、红外光谱等手段对生物炭进行表征；通过测量吸附前后的镉浓度，计算生物炭对镉的吸附量；通过分析不同因素对吸附性能的影响，探讨生物炭吸附镉的机理。
三、结果与分析1. 生物炭的表征通过扫描电镜观察，生物炭具有多孔性结构，表面粗糙，有利于吸附重金属。
X射线衍射和红外光谱分析表明，生物炭中含有丰富的含氧官能团，这些官能团可能与镉离子发生化学反应，从而提高吸附性能。
2. 生物炭对镉的吸附性能实验结果表明，生物炭对镉的吸附量随着镉浓度的增加而增加，达到一定浓度后趋于饱和。
在一定的温度和pH值条件下，生物炭对镉的吸附性能表现出良好的效果。
此外，生物炭的吸附性能还受到其他因素的影响，如吸附时间、离子强度等。
3. 吸附机理分析根据实验结果和文献报道，生物炭吸附镉的机理主要包括物理吸附和化学吸附。
物理吸附主要是通过生物炭的多孔性结构，将镉离子吸附在孔隙中；化学吸附则是通过生物炭表面的含氧官能团与镉离子发生化学反应，形成稳定的化合物。
金属离子的选择吸附性能研究及其在水处理中的应用
金属离子的选择吸附性能研究及其在水处理中的应用随着工业化和城市化的快速发展，工业废水、生活废水和农业面源污染等水体污染已成为制约社会经济可持续发展的瓶颈之一。
其中，金属离子是主要的水体污染物之一。
金属离子的存在会对水体、生物和环境产生不同程度的影响，如对人体健康、水生生物和生态环境造成危害。
因此，研究金属离子的选择吸附性能，并将其运用于水处理过程中，对于保护生态环境和维护人类健康具有重要的意义。
一、金属离子的选择吸附性能研究金属离子的选择吸附性能主要包括：吸附材料的合适性、吸附速率、吸附容量、吸附反应动力学和热力学等。
吸附材料的选择直接影响吸附性能的优劣，吸附速率和容量是判断吸附效果较重要的指标。
吸附剂的物化性质对水系统中金属离子的吸附行为也具有很大影响。
例如，颗粒大小、孔径分布、孔隙度、表面化学性质等。
理想的吸附剂应当具备较大的比表面积、高的孔隙度和适当的孔径大小，这样可以增加吸附剂和金属之间的接触面，提高吸附速率和容量。
而且，吸附剂的表面化学性质对其选择性吸附不同金属离子的效果也至关重要。
选择吸附性能研究的目的是为了检测吸附剂的吸附性能是否适用于水处理，了解各个因素对吸附效果的影响，更好地指导水处理实践。
二、金属离子吸附在水处理中的应用金属离子吸附技术已被广泛应用于水处理领域。
其中，重金属离子的吸附已成为研究的热点。
重金属离子的存在对环境造成了严重的威胁，其吸附技术的应用也更具有针对性。
1. 吸附剂作为处理污水中的一种物理处理方法广泛应用。
吸附剂对重金属离子具有良好的亲和作用，可以有效地将污染物吸附在其表面，并实现其去除。
金属离子吸附剂的选择性吸附有广泛的应用前景。
例如，酸性介质中纳米杂多硫酸铁纤维偏好于吸附Fe3+、Pb2+离子，而碱性介质中纳米氧化镍纤维则偏好于吸附Cu2+、Cd2+离子。
2. 离子交换吸附是一种常用的金属离子去除方法。
离子交换树脂和深度交换漆是这种方法的两种重要实现手段。
26457106_硫酸钙
硫酸钙/污泥基生物炭对水中铅的吸附性能研究刘睿1,2,3,刘立恒1,2,3,黄蓉1,2,3,刘秀1,2,3(1.桂林理工大学环境科学与工程学院,广西桂林541004;2.桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室,广西桂林541004;3.桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心,广西桂林541004)[摘要]将硫酸钙作为添加剂与污泥共热解制备硫酸钙/污泥基生物炭(SBC ),并使用BET 、SEM 、FTIR 和XRD 表征,研究了其对Pb 2+的吸附去除特性。
结果表明,硫酸钙已负载在生物炭表面并对去除Pb 2+有促进作用。
当温度为25℃,初始pH 为5,SBC 投加量为0.4g/L ,吸附时间为240min 时,Pb 2+去除率可达99.69%。
Langmuir 等温吸附模型能更好地描述SBC 对Pb 2+的吸附过程,最大吸附量为280.899mg/g ;SBC 对Pb 2+的吸附更符合准二级动力学模型,该吸附过程可能以化学吸附为主;热力学分析表明SBC 对Pb 2+的吸附是自发的吸热过程,升温有利于吸附。
[关键词]污泥基生物炭;铅;吸附;动力学;热力学[中图分类号]X703.1[文献标识码]A[文章编号]1005-829X (2021)05-0046-07Adsorption of lead in aquatic environment by biochar derived from calcium sulfate and sewage sludgeLiu Rui 1,2,3,Liu Liheng 1,2,3,Huang Rong 1,2,3,Liu Xiu 1,2,3(1.College of Environmental Science and Engineering ,Guilin University of Technology ,Guilin 541004,China ;2.Guangxi Key Laboratory of Environmental Pollution Control Theory and Technology ,Guilin University ofTechnology ,Guilin 541004,China ;3.Collaborative Innovation Center for Water Pollution Controland Water Safety in Karst Area ,Guilin University of Technology ,Guilin 541004,China )Abstract :Calcium sulfate/sludge based biochar (SBC )was prepared by co ⁃pyrolysis of calcium sulfate and sludge ,and characterized by BET ,SEM ,FTIR and XRD.Its adsorption and removal characteristics of Pb 2+were studied.The results showed that calcium sulfate was loaded on the surface of biochar and promoted the removal of Pb 2+.With the condition of temperature 25℃,the initial pH 5,the dosage of SBC 0.4g/L and the adsorption time 240min ,the re ⁃moval ratio of Pb 2+could reach 99.69%.Langmuir model can better describe the adsorption process of SBC to Pb 2+,and the maximum adsorption capacity is 280.899mg/g.Moreover ,the adsorption process of Pb 2+is more in line with the quasi second ⁃order kinetic model ,which indicates that the adsorption process may be dominated by chemical ad ⁃sorption.The thermodynamic analysis shows that the adsorption of Pb 2+by SBC is a spontaneous endothermic process ,and the temperature rise is favorable for adsorption.Key words :sludge based biochar ;lead ;adsorption ;kinetics ;thermodynamics[基金项目]国家自然科学基金重点项目(51638006);广西高等学校高水平创新团队及卓越学者计划项目(002401013001);广西重点实验室研究基金项目(桂科能1401Z004,桂科能1801Z009);广西“八桂学者”岗位专项经费项目由于铅具有延展性好、耐蚀性高等优点,被广泛应用于多种领域,因而产生了大量的含铅废水。
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方法:采用恒温摇床振荡吸附的实验方法,研究Pb 2+生物吸附的动力学和热力学,并以适当的数学模型对实验数据进行拟合;对吸附前后的酵母进行红外光谱及X 射线光电子能谱分析。
结果:在20e ~45e 温度范围内,吸附5min 时即达到了饱和吸附量的80%以上,2h 左右达到平衡;深红酵母对Pb 2+的生物吸附过程适宜用Elovich 方程来描述;由二级动力学方程计算的生物吸附活化能为21.56kJ P mol;生物吸附平衡可用Langmuir 等温式、Freundlich 等温式及Dubinin-Radushkevich 等温式来描述,拟合相关系数均接近0.99;Langmuir 方程计算所得$H 0为13.93kJ P mol 。
结论:深红酵母对Pb 2+的生物吸附是非均相的扩散过程,由快速吸附和慢速吸附两个阶段组成,以物理吸附为主,并伴随有化学吸附。
关键词:深红酵母;生物吸附;Pb 2+;吸附动力学;吸附热力学中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1004-311X(2008)02-0029-04Study of Biosorption Kinetics and Thermodynamics of LeadNI Xiao-yu,W U Juan(Ins ti tute of Life Sciences,Anhui Univers ity,Hefei 230039,China)Abstract :Objective :The biosorption thermodynamics and kinetics of heavy metal ion Pb 2+by unactive Rhodotorula rubra were studied.Method :The biosorp tion kinetics and thermodynamics experi ments of Pb 2+were done in shaker under constant temperature.And the data were fitted using appropriate models.Infrared spectral and X-ray photoelectron analyses were conducted in order to compare the yeast before and after biosorption.Result :In the range of 20e -45e ,the 80%of the saturation adsorption capacity was reached in 5min and the adsorption equilibriu m was reached in 2h.The biosorp tion kinetics data could be fi tted using Elovich eq uation best of all;the adsorpti on activate energy of 21.56kJ P mol could be calculated using second-order kinetics equation.The biosorption equilibrium could be described well using Langmui r ,Freundlich and Dubinin -Radushkevich adsorption isotherms,all the fitting coefficients approaching 0.99,and $H 0was 13.93kJ P mol by using Langmuir equation.C on -clusion :Biosorp tion of Pb 2+by R .rubr a was a process of unsymmetrical phase diffusi on,including a rapid course and a followed slower course.Physical adsorption played a leading functi on and chemical adsorption was also involved in this process,but not the major mechanism.Key words :Rhodotorula rubra ;biosorp tion;Pb 2+;adsorption ki netics;adsorp tion thermodynamics 收稿日期:2007-11-13;修回日期:2007-11-28基金项目:安徽省自然科学基金项目资助(070413132)作者简介:倪晓宇(1979-),男,硕士生;*通讯作者:吴涓(1969-),女,博士,副教授,从事水污染控制工程、环境微生物研究,发表论文12篇,SCI 收录5篇,E-mai l:wujuan@ 。
生物吸附法处理重金属废水与传统方法相比具有许多优点,其原材料来源丰富、品种多、成本低;吸附设备简单,易操作;而且速度快、吸附量大、选择性好,在处理低浓度废水时尤其有效,解吸后的生物材料还可以进行再次吸附[1-3]。
酵母是一类重要的工业微生物,在食品和饮料工业中应用广泛,利用生产中的废弃酵母作为吸附材料,能够大大降低成本,实现以废治废的目的,因而具有广阔的应用前景[4-7]。
虽然有关重金属生物吸附的报道很多[4-9],但有关Pb 2+的生物吸附动力学及热力学的报道尚不多见。
本文研究了深红酵母(Rhodotorula rubra )对重金属离子Pb 2+的生物吸附行为,探讨了吸附时间、吸附温度及Pb 2+初始浓度等因素对吸附的影响,并着重对生物吸附动力学、生物吸附热力学及生物吸附平衡等进行了研究,揭示生物吸附的本质。
1 材料与方法1.1 材料1.1.1 实验材料实验中所用菌种为本实验室所保存的深红酵母(Rhodotorula rubra )。
1.1.2 试剂HCl 、HNO 3、Pb 粉、六次甲基四胺均为分析纯,购自国药集团化学试剂有限公司;牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、葡萄糖、琼脂粉等生化试剂多为分析纯,购自中国医药(集团)上海化学试剂公司;二甲酚橙(分析纯,天津市博迪化工有限公司);十六烷基三甲基溴化铵(分析纯,天津市光复精细化工研究所)。
1.1.3 仪器LRH-250A 生化培养箱(广东省医疗器械厂);ZHWY -100B 恒温培养摇床(上海智斌分析仪器制造有限公司);WF -Z UV-2100紫外可见分光光度计(上海尤尼柯仪器有限公司);TGL-18R 冷冻高速离心机(珠海黑马医学仪器有限公司);ZDX-35BI 座式自动电热压力蒸汽灭菌器(上海申安医疗器械厂);FA2004N 电子天平(上海民桥精密科学仪器有限公司);傅立叶变换红外光谱仪Nexus-870(Nicolet 公司);电子能谱仪ESCALAB MK 11(英国VG 科学仪器公司)等。
1.2 方法1.2.1 吸附实验准确移取一定浓度的铅溶液50mL 于250mL 容量瓶中,加入适量的酵母,在恒温摇床上振荡吸附(150r P min)一定时间后,取样离心(10000r P min,5min),取上清液分析其中残留的Pb 2+浓度。
1.2.2 Pb 2+的分析采用722型分光光度计,以二甲酚橙为显色剂,十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂在560n m 波长下测定溶液中Pb 2+的浓度[10,11]。
1.2.3 计算方法Q e =(C 0-C e )@V P W (1)R =(C 0-C e )P C 0@100(2)Q e 为平衡吸附量(mg P g),C 0为Pb 2+初始浓度(mg P L);C e为吸附平衡时溶液中Pb 2+浓度(mg P L);V 为铅溶液体积(L);W 为酵母细胞干重(g);R 为吸附率(%);Q t 为t 时刻吸附量(mg P g)。
2 结果与分析2.1 Pb 2+生物吸附动力学将深红酵母0.25g 加入50ml 50mg P L 的Pb 2+溶液中进行吸附实验。