新型纤维素螯合吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附研究
8-羟基喹哪啶螯合树脂对Cr~(6+)的吸附性能研究
关键词 ： ８ － 羟基 喹哪 啶螯合树脂 （ Ｐ Ｓ — Ｈ Ｑ Ｄ ） ； 吸附； Ｃ ｒ ６
中图 分 类 号 ： ０ ６ ４ ７ ． ３ 文 献标 识码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ０ ０ ４ － ２ ７ ５ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ １ ４ ） ０ ０ ４ － ０ ４
实验 ， 发现该 树 脂对 Ｃ ｒ ¨离 子 具有 较 好 的 吸 附 和
洗脱 性能 ， 有一定 的应 用价值 。
毒 主要是 指六价 铬 中毒 ， 对 动植 物及 微 生 物而 言 ，
六价 铬对健 康 的危害 比三 价铬 大 １ ０ ０倍 。而 工 业
ｌ 实 验 部分
１ ． １ 试剂 和仪器
８ ． 羟基 喹 哪 啶螯 合 树 脂 ， 简称 Ｐ Ｓ — ＨＱ Ｄ 树 脂； 铬（ Ｃ ｒ ¨） 系列标 准溶液 （自配 ） ；Ｈ Ｙ — Ｚ调速 多 用振 荡器 （ 上 海 医疗 仪 器 厂 ） ； ￥ ２ ４型 分 光 光 度 计
（ 上 海棱 光技术 有 限公 司 ） 。
１ ． ２ 吸附平衡 实验
８ ． 羟 基 喹哪 啶螯 合树 脂对 Ｃ ｒ ６ ＋的 吸 附性 能 研 究
周 小华 ， 项 朋 志 ， 张 永 明
（ １ ．云南商务信息工程学校 ， 云南 昆明 ６ ５ ０ ２ ０ ４； ２ ．云南广播电视大学化学工程学 院， 云南 昆明 ６ ５ ０ ２ ２ ３）
摘
要 ： 研究 了 ８ 一 羟基 喹哪 啶螯合树脂 （ Ｐ Ｓ ． ＨＱ Ｄ） 在 ＨＡ ｃ ． Ｎ ａ Ａ ｃ 体 系中对铬 离子的吸 附性 能。
废水 中 的铬 主要 是 六 价化 合 物 ， 铬 又 是饮 用 水 的 毒理 指标 ， 土壤 中铬过 多 时 ， 会 抑制 有机 物 质 的硝 化作 用 ， 并使铬 在植物 体 内蓄积 ， 废 水 中含 有铬 化 合物， 能 降低废 水生化 处理效 率 。
几种柚皮制备物在模拟胃环境下对Pb2+、Cr6+的吸附
几种柚皮制备物在模拟胃环境下对Pb2+、Cr6+的吸附庄远红;费鹏;刘静娜;庞杰【摘要】以柚皮为原料,制备柚皮干粉、柚皮纤维素和柚皮微晶纤维素,比较柚子全皮(PP)、柚子黄皮(YP)、柚子白皮(WP)、黄皮纤维素(YPC)、白皮纤维素(WPC)、柚皮微晶纤维素(PMCC)和市售微晶纤维素(CMCC)在模拟胃环境下对Pb2+、Cr6+的吸附效果,筛选吸附性能最佳的制备物,同时研究其在模拟胃环境下,不同Pb2+、Cr6+初始含量及制备物用量对吸附效果的影响.结果表明,7种柚皮制备物对Pb2+的吸附效果表现为:YPC>YP>PP>WP>WPC>PMCC>CMCC,对Cr6+的吸附效果表现为:YP>PP>WP>YPC>WPC>PMCC>CMCC.在模拟胃环境下,YPC 对Pb2+的吸附性能最佳,在YPC用量3.5 g·L-1、Pb2+初始含量20 mg·L-1、温度37℃、吸附时间3 h的条件下,吸附量达3.86 mg·g-1,去除率达95.5％;YP对Cr6+具有较好的吸附效果,在YP用量5 g·L-1、Cr6+初始含量5 mg·L-1、温度37℃、吸附时间3 h的条件下,吸附量达2.35 mg·g-1,去除率达88.3％.【期刊名称】《福建农林大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(047)005【总页数】6页(P568-573)【关键词】柚皮纤维素;微晶纤维素;吸附剂;Pb2+;Cr6+【作者】庄远红;费鹏;刘静娜;庞杰【作者单位】闽南师范大学生物科学与技术学院,福建漳州363000;闽南师范大学生物科学与技术学院,福建漳州363000;闽南师范大学生物科学与技术学院,福建漳州363000;福建农林大学食品科学学院,福建福州350002【正文语种】中文【中图分类】TS201.2;TS209随着现代工业的不断发展与进步，铅、铬等使用日益广泛，在大气、土壤、水、食物和化妆品中普遍存在，极易通过消化道和呼吸道等被人体吸收.铅非人体必需元素，是一种不可降解的环境污染物，会对人体骨髓造血系统、免疫系统、神经系统和消化系统等产生毒害作用[1]；铬虽是人体不可缺少的微量元素，但过量摄入危害很大，特别是Cr6+，极易在体内蓄积且具有极高的致毒性、致突变性和致癌性[2-4].铅、铬中毒时有发生，因此防治慢性铅、铬中毒尤为重要.研究表明，通过金属硫蛋白的螯合作用[5-6]、多酚络合作用[7]、谷胱甘肽的电化学作用[8-9]和膳食纤维的吸附作用[9-11]都能有效去除体内残留的铅、铬，其中以膳食纤维吸附应用最广，副作用最小.花生壳[11]、油橄榄果渣[10]、香蕉皮[12]和豆渣[13]等膳食纤维体外吸附铅、铬等重金属已有报道，而柚皮膳食纤维对重金属的吸附尚未见报道.柚子作为我国的主要水果之一，分布较广，特别是在福建、湖南和广东等南方地区产量大.柚皮占整个柚子全重的43%～48%[14]，其中，柚皮中的纤维素具有较强的吸附性能.本试验从柚皮中提取柚皮纤维素，并对柚皮纤维素进行盐酸水解制得柚皮微晶纤维素，比较真空冷冻干燥并粉碎的柚子全皮(pomelo peel, PP)、柚子黄皮(yellow pomelo peel, YP)、柚子白皮(white pomelo peel, WP)、黄皮纤维素(yellow peel cellulose, YPC)、白皮纤维素(white peel cellulose, WPC)、柚皮微晶纤维素(pomelo peel microcrystalline cellulose, PMCC)和市售微晶纤维素(commercial microcrystalline cellulose, CMCC)在模拟胃环境下对Pb2+、Cr6+的吸附性能，旨在为柚皮制备物在保健品上的应用提供参考.1 材料与方法1.1 材料新鲜琯溪蜜柚皮由福建省漳州市平和县蜜柚种植基地提供；CMCC为郑州康本生物科技有限公司产品.主要仪器与设备有FW-100高速万能粉碎机(天津市泰斯特仪器有限公司)、EL-20实验室pH计(梅特勒—托利多上海有限公司)、RE-301旋转蒸发器(巩义市予华仪器有限责任公司)、EMS-8C加热磁力搅拌器(天津欧诺仪器有限公司)、JHBE-50S 闪式提取器(西安太康生物科技有限公司)、HQY-C恒温振荡摇床(金坛市鸿科仪器厂)、1510 Multiskan GO全波长酶标仪(赛默飞世尔科技公司)、LG-0.2型真空冷冻干燥机(沈阳航天新阳速冻设备制造有限公司).1.2 样品的制备1.2.1 PP的制备将新鲜的柚子皮切成粒状，经真空冷冻干燥至含水量约3%，粉碎后过80目筛备用.1.2.2 YP的制备刮除新鲜柚皮白囊，得到1～1.5 mm厚的黄皮层，经真空冷冻干燥、粉碎后过筛备用.1.2.3 WP的制备将新鲜柚皮削去黄皮，取白囊切成粒状，经真空冷冻干燥、粉碎后过筛备用.1.2.4 YPC的制备取新鲜柚子黄皮，剪成大小约为8 mm×3 mm的块状，按5∶1的液料比(溶剂体积与制备物质量之比，mL·g-1)加入蒸馏水，在闪式提取器下破碎80 s，然后用水蒸气蒸馏40 min除去精油，300目滤布过滤后，滤渣按5∶1的液料比加入40%乙醇，在60 ℃水浴下回流浸提60 min，过滤后，用蒸馏水洗涤滤渣，经真空冷冻干燥即得黄皮纤维素，粉碎过筛后备用.1.2.5 WPC的制备取新鲜柚子白皮，切成1 cm3大小的粒状，按20∶1的液料比加入蒸馏水，在闪式提取器(100 V)下破碎100 s，用HCl调节pH至1.0，微波煮至微沸，于90 ℃水浴回流30 min，趁热用300目滤布过滤；滤渣用沸水洗至中性，抽滤，按20∶1的液料比加入蒸馏水，用8% NaOH调节pH至12，微波煮至微沸，于90 ℃水浴回流30 min，趁热用300目滤布过滤，沸水洗至中性，抽滤；滤渣加入等量的10% H2O2，并用50%乙酸调节pH至5.0，恒温静置30 min，趁热用300目滤布过滤；滤渣用沸水洗至中性，真空冷冻干燥，获得WPC，粉碎过筛后备用.1.2.6 PMCC的制备取WPC，按50∶1的液料比加入4% HCl，于80 ℃水浴回流50 min，趁热用300目滤布过滤，滤渣用沸水洗至中性，真空冷冻干燥，即得PMCC，粉碎过筛后备用.1.3 人工胃液的配制按照文献[15-16]的方法，取16.4 mL 1 mol·L-1盐酸和10 g胃蛋白酶(酶活性3 000 U·mg-1)，摇匀后加水稀释成1 000 mL即得.1.4 试验设计1.4.1 几种柚皮制备物在模拟胃环境下对Pb2+的吸附设置制备物分别为PP、YP、WP、YPC、WPC、PMCC和CMCC，按2 g·L-1的比例加入含20 mg·L-1 Pb2+的人工胃液，于37 ℃环境下以100 r·min-1恒温振荡，用Pb(Ⅱ)-XO-CTMAB分光光度法[17]测定处理1、2、3和4 h后溶液中剩余Pb2+的含量，计算吸附量和去除率，筛选吸附Pb2+能力最强的制备物.1.4.2 几种柚皮制备物在模拟胃环境下对Cr6+的吸附设置制备物分别为PP、YP、WP、YPC、WPC、PMCC和CMCC，按2 g·L-1的比例加入含5.0 mg·L-1Cr6+的人工胃液，于37 ℃环境下以100 r·min-1恒温振荡，用二苯碳酰二肼分光光度法[18]测定处理1、2、3和4 h后溶液中剩余Cr6+的含量，计算吸附量和去除率，筛选吸附Cr6+能力最强的制备物.1.4.3 Pb2+、Cr6+初始含量对吸附效果的影响以对Pb2+、Cr6+吸附效果最强的制备物为对象，研究在模拟胃环境下Pb2+、Cr6+初始含量变化对吸附效果的影响，获得最适宜的初始含量.制备物按2 g·L-1的比例加入含Pb2+或Cr6+的人工胃液，设置初始Pb2+含量分别为5、10、15、20和25 mg·L-1，初始Cr6+含量分别为1、3、5、10和15 mg·L-1，于37 ℃环境下以100 r·min-1恒温振荡，分别测定处理3 h后Pb2+或Cr6+的残留量，计算吸附量和去除率.1.4.4 制备物用量对Pb2+、Cr6+吸附效果的影响在最适宜的Pb2+、Cr6+初始含量下，以吸附效果最强的制备物为对象，研究模拟胃环境下制备物用量对Pb2+、Cr6+吸附效果的影响，获得最佳的制备物用量.设置制备物用量分别为1、2、3.5、5、6.5和7.5 g·L-1，加入含Pb2+或Cr6+的人工胃液，于37 ℃环境下以100 r·min-1恒温振荡，分别测定处理3 h后Pb2+或Cr6+的残留量，计算吸附量和去除率.1.4.5 指标的计算吸附量/(mg·g-1)=(C0-Ce)×V/w；去除率/%=(C0-Ce)/C0×100.式中：C0、Ce分别为吸附前、吸附后某时刻溶液中金属离子含量(mg·L-1)；V为溶液体积(L)；w为制备物用量(g).1.5 数据分析采用SPSS统计软件对试验数据进行方差分析.2 结果与分析2.1 最佳柚皮制备物吸附剂的选择2.1.1 几种柚皮制备物在模拟胃环境下对Pb2+的吸附柚皮制备物对Pb2+的吸附量和去除率(图1、2)显示：7种制备物对Pb2+的吸附效果大致表现为：YPC>YP>PP>WP>WPC>PMCC>CMCC，YPC对Pb2+的吸附能力明显高于其他6种制备物；且随着吸附时间的延长，YPC对Pb2+的吸附量和去除率均呈缓慢升高的趋势，吸附3 h时，Pb2+的吸附量为5.62 mg·g-1，去除率达75.6%，后趋于稳定.这是因为纤维素类物质具有多孔性，其结构中含有酚羟基、醇羟基、羰基和甲氧基等多种活性基团，是金属离子的活性吸附位点，具有良好的吸附作用[19].Pb2+在多孔吸附剂上的吸附主要发生在吸附剂表面层，与表层的活性基团发生反应，吸附速率逐渐加快，当表层吸附逐渐饱和时，Pb2+沿吸附剂表层孔径向内部扩散，吸附量增大放缓，最后达到吸附平衡[20].从表1的Duncan检验可知，仅WPC与PMCC对Pb2+的吸附量差异不显著(P>0.05)，其余各处理之间的差异极显著(P<0.01).由表2可知，吸附3 h后的Pb2+吸附量与4 h的差异显著(P<0.05)，其余各处理之间的差异极显著(P<0.01).2.1.2 几种柚皮制备物在模拟胃环境下对Cr6+的吸附柚皮制备物对Cr6+的吸附量和去除率(图3、4)显示，7种制备物对Cr6+的吸附效果表现为：YP>PP>WP>YPC>WPC>PMCC>CMCC.随着吸附时间的延长，7种制备物对Cr6+的去除率和吸附量均逐渐增大，3 h的吸附量最大，而后去除率和吸附量趋于稳定.YP对Cr6+的吸附效果最佳，吸附初期，柚子黄皮表层位点较多，吸附速率较快，吸附量急剧上升，3 h的去除率达到94.36%，吸附量达到1.95 mg·g-1，此时达到吸附饱和；随着吸附时间的延长，更多的吸附位点被占用，吸附速率逐渐降低，即曲线逐渐平缓[21]，继续吸附则Cr6+的吸附量和去除率变化不大.从表1、2的Duncan检验可知，仅CMCC对Cr6+的吸附量与PMCC差异不显著(P>0.05)，其余各处理之间的差异极显著(P<0.01)，而吸附时间对Cr6+的吸附量差异极显著(P<0.01).图1 柚皮制备物对Pb2+吸附量的影响Fig.1 The effect of pomelo peel preparations on the adsorption capacity of Pb2+图2 柚皮制备物对Pb2+去除率的影响Fig.2 The effect of pomelo peel preparations on the removalrate of Pb2+2.2 Pb2+、Cr6+初始含量对吸附效果的影响表1 柚皮制备物对Pb2+、Cr6+吸附量差异的Duncan检验1)Table 1 Duncantest for the adsorption capacity of Pb2+ and Cr6+on pomelo peel preparations制备物Pb2+吸附量mg·g-1Cr6+吸附量mg·g-1PP2.1675±0.5376Cc1.2775±0.2522BbYP3.3817±0.8392Bb1.5192±0.5384A aWP1.6750±0.1772Dd0.9250±0.4925CcYPC5.0892±0.7942Aa0.7217±0.329 4DdWPC1.0942±0.2524Ee0.4542±0.2392EePMCC1.0133±0.2994Ee0.3042±0.1731FfCMCC0.3675±0.2550Ff0.2533±0.1334Ff1)数据为平均值±标准偏差；同列数据后附不同大写字母者表示差异极显著(P<0.01)，附不同小写字母者表示差异显著(P<0.05)，附相同小写字母者表示差异不显著(P>0.05).表2 吸附时间对Pb2+、Cr6+吸附量影响的Duncan检验1)Table 2 Duncan test for the effect of adsorption time on Pb2+ and Cr6+ adsorption capacity吸附时间hPb2+吸附量mg·g-1Cr6+吸附量mg·g-111.4981Cd0.3762Dd22.0643Bc0.7210Cc32.3724Aa0.9562Bb42.1126Ab1.0 633Aa1)同列数据后附不同大写字母者表示差异极显著(P<0.01)，附不同小写字母者表示差异显著(P<0.05).2.2.1 模拟胃环境下Pb2+初始含量对YPC吸附效果的影响在YPC用量2 g·L-1、振荡温度37 ℃、振荡速度100 r·min-1、吸附时间3 h的条件下，设置Pb2+的初始含量分别为5、10、15、20和25 mg·L-1，研究Pb2+初始含量对YPC吸附效果的影响.结果(图5)显示，随着Pb2+初始含量的升高，YPC对Pb2+的吸附量呈递增趋势，去除率呈下降趋势.Pb2+初始含量为20 mg·L-1时，YPC对Pb2+具有较高的吸附量及较好的去除率，此时的吸附量为5.08 mg·g-1，去除率为80.7%.2.2.2 模拟胃环境下Cr6+初始含量对YP吸附效果的影响在YP用量2 g·L-1、振荡温度37 ℃、振荡速度100 r·min-1、吸附时间3 h的条件下，设置Cr6+的初始含量分别为1、3、5、10和15 mg·L-1，研究Cr6+初始含量对YP吸附效果的影响.结果(图6)显示，YP对Cr6+的吸附量整体呈上升趋势.当Cr6+初始含量从1 mg·L-1升高到5 mg·L-1时，吸附量从0.22 mg·g-1急剧上升到2.46 mg·g-1，而去除率变化不大；当Cr6+含量大于5 m g·L-1时，吸附量的增加幅度减缓，而去除率则急剧下降.Cr6+初始含量为5 mg·L-1时，YP对Cr6+具有较高的吸附量及较好的去除率.图3 柚皮制备物对Cr6+吸附量的影响Fig.3 The effect of pomelo peel preparations on the adsorption of Cr6+图4 柚皮制备物对Cr6+去除率的影响Fig.4 The effect of pomelo peel preparations on the removal rate of Cr6+图5 Pb2+初始含量对YPC吸附效果的影响Fig.5 Effect of initial content ofPb2+ ontheadsorptionof YPC图6 Cr6+初始含量对YP吸附效果的影响Fig.6 Effect of initial content of Cr6+ on the adsorption of YP2.3 制备物用量对Pb2+、Cr6+吸附效果的影响2.3.1 模拟胃环境下YPC用量对Pb2+吸附效果的影响在Pb2+初始含量20 mg·L-1、振荡温度37 ℃、振荡速度100 r·min-1、吸附时间3 h的条件下，设置YPC用量分别为1、2、3.5、5、6.5和7.5 g·L-1，研究YPC用量对Pb2+吸附效果的影响.结果(图7)显示，随着YPC用量的增加，对Pb2+的去除率逐渐上升.当YPC用量为5 g·L-1时，去除率达到100%，即使增加YPC的用量，也没有过多的Pb2+被吸附，吸附量迅速下降；当YPC的用量为3.5 g·L-1时，YPC对Pb2+具有较高的吸附量及较好的去除率，此时的去除率达95.5%，吸附量为3.86 mg·g-1.2.3.2 模拟胃环境下YP用量对Cr6+吸附效果的影响在Cr6+初始含量5 mg·L-1、振荡温度37 ℃、振荡速度100 r·min-1、吸附时间3 h的条件下，设置YP用量分别为1、2、3.5、5、6.5和7.5 g·L-1，研究YP用量对Cr6+吸附效果的影响.结果(图8)显示，随着YP用量的增加，对Cr6+的吸附量呈下降趋势，而去除率则逐渐上升.当YP用量为5 g·L-1时，YP对Cr6+具有较高的吸附量及较好的去除率，此时的去除率为88.3%，吸附量达2.35 mg·g-1.图7 YPC用量对Pb2+吸附效果的影响Fig.7 Effect of YPC dosage on the adsorption of Pb2+图8 YP用量对Cr6+吸附效果的影响Fig.8 Effect of YP dosage on the adsorption of Cr6+3 讨论与结论本试验比较了PP、YP、WP、YPC、WPC、PMCC和CMCC 7种柚皮制备物在模拟胃环境下对Pb2+、Cr6+的吸附性能.结果表明：(1)无论是对Pb2+还是对Cr6+的吸附，PMCC和CMCC的吸附量都是最低，这应该与其结构有关.微晶纤维素是经稀酸水解的部分解聚的纤维素，纤维网络结构被破坏，活性基团减少[22]，对Pb2+、Cr6+的吸附性能下降；而WPC在结构上较接近于微晶纤维素，其对Pb2+、Cr6+的吸附量仅高于PMCC和CMCC，且与PMCC对Pb2+的吸附量差异不显著(P>0.05).(2)对Cr6+的吸附量总体表现为：柚皮干粉>柚皮纤维素>微晶纤维素，以YP最高.这可能是由于柚皮的纤维组织结构非常紧凑，内部含有大量孔隙，呈蜂窝状，具有较大的存储容量[23]，且其组成成分——纤维素、半纤维素、木质素和果胶中含有大量金属离子的活性吸附位点，如酚羟基、醇羟基、羰基和甲氧基等[19]，对Cr6+的吸附性能较强；而当柚皮干粉水解成为纤维素后，大量的羰基和甲氧基等活性基团损失了，对Cr6+的吸附性能也随之下降.(3)YPC对Pb2+的吸附量最高，且与其他制备物对Pb2+的吸附量差异达到了极显著水平(P<0.01).这可能是由于柚皮干粉水解成为纤维素后，在损失了大量的羰基和甲氧基等活性基团的同时，其组织结构更加疏松且羟基密度显著增大了，虽然对Cr6+的吸附量显著降低，但却更容易吸附Pb2+.本试验结果还表明，Pb2+、Cr6+初始含量不同，YPC对Pb2+，YP对Cr6+的吸附均表现出随着初始含量的增加呈吸附量增大、去除率下降的趋势.这是因为YPC、YP用量一定时，其饱和吸附量也是一定的.Pb2+、Cr6+初始含量越大，越多的Pb2+、Cr6+竞争吸附剂表面的吸附位点，未被吸附的Pb2+、Cr6+也越多，去除率下降；同时随着Pb2+、Cr6+初始含量的增加，吸附剂内外的浓度差增大，产生的传质推动力也较大，因此吸附量上升[24].而当Pb2+、Cr6+初始含量不变，YPC和YP用量增加时则比表面积增大，造成吸附位点竞争吸附为数不多的Pb2+、Cr6+，吸附剂的吸附位点没有完全被利用，就出现去除率上升而吸附量下降的现象[25].在模拟胃环境下，吸附温度为37 ℃，吸附时间为3 h，YPC用量为3.5 g·L-1，Pb2+初始含量为20 mg·L-1时，YPC对Pb2+的吸附量为3.86 mg·g-1，去除率为95.5%；当YP用量为5 g·L-1，Cr6+初始含量为5 mg·L-1时，YP对Cr6+的吸附量为2.35 mg·g-1，去除率为88.3%，均达到了理想的吸附效果.参考文献【相关文献】[1] 冯国昌.排铅聚糖对铅染毒小鼠的治疗作用机理及其毒理学研究[D].济南:山东大学,2007.[2] YU X Z, GU J D, XING L Q. Differences in uptake and translocation of hexavalent and trivalent chromium by two species of willows [J]. Ecotoxicology, 2008,17(8):747-755.[3] 王彦,耿盈,周宇红,等.铬中毒人体脏器损伤探讨[J].中国卫生标准管理,2014,5(6):52-53.[4] 郑飞波,张珂,吴淑荣,等.铬中毒致大鼠听力损伤及铜与锰对其的拮抗作用[J].青岛大学医学院学报,2011,47(6):498-500.[5] 李薇,吴文如,喻良文,等.重金属污染环境中动物的解毒策略和机制的研究进展[J].中草药,2009,40(10):1 674-1 676.[6] 徐炳政,张东杰,王颖,等.金属硫蛋白及其重金属解毒功能研究进展[J].中国食品添加剂,2014(5):171-175.[7] 郭妍,吴晓燕,熊伟,等.儿童铅中毒及防治的回顾与新进展[J].中国儿童保健杂志,2017,25(4):378-381.[8] WILCZEK G, A, AUGUSTYNIAK M, et al. Relations between metals (Zn, Pb, Cd and Cu) and glutathione-dependent detoxifying enzymes in spiders from a heavy metal pollution gradient [J]. Environmental Pollution, 2004,132(3):453-461.[9] 张辉,孙建霞,李名薇,等.体内重金属解毒的研究进展[J].农业科学与技术(英文版),2015,16(8):1 785-1 790,1 809.[10] 丁莎莎,黄立新,张彩虹,等.油橄榄果渣水不溶性膳食纤维结构表征及体外吸附性能研究[J]. 食品工业科技,2017,38(3):108-112.[11] 单平阳,王磊,石可歆,等.花生壳可溶性膳食纤维物化及功能特性的研究[J].安徽农业科学,2017,45(13):89-91.[12] 庄远红,林娇芬,刘静娜,等.真空冷冻干燥与热风烘干对香蕉皮可溶性膳食纤维功能特性的影响[J].湘潭大学自然科学学报,2016,38(4):43-48.[13] 阮传英,涂宗财,王辉,等.豆渣膳食纤维的体外吸附性能[J].食品科学,2014,35(15):109-112.[14] 赵秀玲.柚皮的天然活性成分的研究进展[J].包装与食品机械,2015,33(1):51-55,65.[15] 国家药典委员会.中华人民共和国药典(2015年版第四部)[M].北京:中国医药科技出版社,2015:119.[16] 陈萍,张拥军,朱丽云,等.人工胃液作用抗氧化龙井茶多糖的体外模拟研究[J].中国食品学报,2014,14(10):35-41.[17] 李伟.Pb(Ⅱ)-XO-CTMAB光度法测定化妆品中的铅含量[J].化学分析计量,2005,14(6):35-36.[18] 陈育翔.二苯碳酰二肼分光光度法测定电镀废水中六价铬的改进研究[J].化学工程与装备,2008(6):109-111.[19] 张晓涛,王喜明.木质纤维素/纳米蒙脱土复合材料对废水中Cu(Ⅱ)的吸附及解吸[J].复合材料学报,2015,32(2):385-394.[20] 罗均,葛静微,杨晓波,等.改性柚皮纤维素对Pb2+的吸附动力学研究[J].食品科学,2010,31(3):87-90.[21] 张猛.氨基化改进花生壳对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究[D].济南:山东大学,2012.[22] 陈珍珍,刘爱国,李晓敏,等.微晶纤维素的特性及其在食品工业中的应用[J].食品工业科技,2014,35(4):380-383.[23] 周殷,胡长伟,李鹤,等.柚子皮吸附剂的物化特性研究[J].环境科学与技术,2010,33(11):93-97.[24] JU D J, BYUN I G, PARK J J, et al. Biosorption of a reactive dye (Rhodamine-B) from an aqueous solution using dried biomass of activated sludge [J]. Bioresource Technology, 2008,99(17):7 971-7 975.[25] VAGHETTI J C P, LIMA E C, ROYER B, et al. Pecan nutshell as biosorbent to remove Cu(Ⅱ), Mn(Ⅱ) and Pb(Ⅱ) from aqueous solutions [J]. Journal of Hazardous Materials, 2009,162(1):270-280.。
羧甲基纤维素纤维重金属离子吸附材料的制备及应用
羧甲基纤维素纤维重金属离子吸附材料的制备及应用羧甲基纤维素纤维重金属离子吸附材料的制备及应用摘要：羧甲基纤维素纤维是一种新型的多功能材料，具有良好的吸附性能。
本文以羧甲基纤维素纤维为原料，通过一系列制备步骤，成功制备了羧甲基纤维素纤维重金属离子吸附材料。
实验结果表明，该材料具有高效吸附、高负载量、可重复使用等优点，广泛应用于废水处理、环境修复等领域。
关键词：羧甲基纤维素纤维；制备；重金属离子；吸附材料；应用1. 引言重金属离子污染已成为当今世界环境保护的一大难题，其对人类健康和生态环境造成了严重的威胁。
因此，研究和开发高效的重金属离子吸附材料成为一项迫切需求的任务。
羧甲基纤维素纤维作为一种新型的吸附材料，具有良好的吸附性能和生物相容性，因此在环境领域具有广泛的应用前景。
本文旨在探究羧甲基纤维素纤维制备重金属离子吸附材料的方法以及其应用研究。
2. 材料与方法2.1 材料本实验所使用的材料包括羧甲基纤维素纤维、重金属离子溶液。
羧甲基纤维素纤维是由天然纤维经化学修饰得到的，具有大比表面积和丰富的羧基官能团。
2.2 方法(1) 羧甲基纤维素纤维的制备：将天然纤维先进行预处理，然后经过酸碱处理、羟甲基化反应等步骤，最终制备得到羧甲基纤维素纤维。
(2) 吸附材料的制备：将羧甲基纤维素纤维与重金属离子溶液充分接触，通过静置、搅拌等方法使其实现充分吸附，然后用溶剂进行洗涤和干燥处理。
3. 结果与讨论3.1 材料表征通过扫描电子显微镜(SEM)和傅立叶红外光谱(FTIR)对制备的羧甲基纤维素纤维重金属离子吸附材料进行表征。
结果显示，材料表面呈现多孔结构，具有大比表面积，羧基官能团成功引入。
3.2 吸附性能将制备好的吸附材料与不同浓度的重金属离子溶液接触，经过一定时间后，测定溶液中重金属离子的浓度变化。
结果显示，羧甲基纤维素纤维重金属离子吸附材料具有高效吸附和高负载量的特点，对重金属离子的去除率超过90%。
4. 应用研究4.1 废水处理将羧甲基纤维素纤维重金属离子吸附材料应用于废水处理领域，通过将废水与吸附材料接触，实现对重金属离子的吸附和去除，从而净化废水。
《纳米零价铁体系对土壤中Cr(Ⅵ)的去除和滤出特性影响及转化机理研究》范文
《纳米零价铁体系对土壤中Cr（Ⅵ）的去除和滤出特性影响及转化机理研究》篇一摘要：本文针对纳米零价铁体系在土壤中去除和滤出Cr（Ⅵ）的特性及其转化机理进行了深入研究。
通过实验分析，探讨了纳米零价铁与Cr（Ⅵ）之间的相互作用，以及这一过程对土壤环境的影响。
研究结果表明，纳米零价铁体系在去除土壤中Cr（Ⅵ）方面具有显著效果，并揭示了其转化机理。
一、引言随着工业化的快速发展，重金属污染问题日益严重，其中铬（Cr）的污染尤为突出。
铬在自然界中主要以Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）两种形态存在，而Cr（Ⅵ）因其高毒性和高迁移性成为土壤污染的主要来源之一。
纳米零价铁作为一种新型的环境修复材料，因其高反应活性和低成本在重金属污染治理中受到广泛关注。
本研究旨在探讨纳米零价铁体系对土壤中Cr（Ⅵ）的去除和滤出特性的影响及其转化机理。
二、研究方法本研究采用纳米零价铁与土壤中Cr（Ⅵ）进行反应实验，通过分析反应前后土壤中Cr（Ⅵ）的含量变化，研究纳米零价铁的去除效果。
同时，利用扫描电镜、X射线衍射等手段对反应过程中产生的物质进行表征，以揭示其转化机理。
三、实验结果与分析1. 去除效果分析实验结果显示，纳米零价铁体系对土壤中Cr（Ⅵ）的去除效果显著。
随着反应时间的延长和纳米零价铁用量的增加，土壤中Cr（Ⅵ）的含量逐渐降低。
这一结果表明纳米零价铁能够有效地与土壤中的Cr（Ⅵ）发生反应，并将其转化为低毒性的物质。
2. 滤出特性分析纳米零价铁在反应过程中能够有效地将土壤中的Cr（Ⅵ）滤出。
通过分析滤出液中的Cr含量，发现随着反应的进行，滤出液中的Cr含量逐渐增加。
这一结果表明纳米零价铁体系不仅能够去除土壤中的Cr（Ⅵ），还能够将其从土壤中滤出，从而降低土壤中Cr的总量。
3. 转化机理研究通过扫描电镜和X射线衍射等手段对反应过程中产生的物质进行表征，发现纳米零价铁与Cr（Ⅵ）发生还原反应，生成了低毒性的Cr（Ⅲ）以及铁的氧化物等物质。
这一转化过程主要涉及电子转移和氧化还原反应等化学过程。
酸改性橘皮吸附废水中CrⅥ条件的优化
酸改性橘皮吸附废水中CrⅥ条件的优化摘要：研究了橘皮作为吸附材料对含Cr（Ⅵ）废水的处理效果，对吸附剂用量、吸附时间、Cr（Ⅵ）溶液初始浓度及pH进行了优化。
结果表明，在常温条件下，吸附时间为20 min、酸改性橘皮用量为6 g/L、Cr（Ⅵ）溶液初始浓度为7 mg/L、pH为2.0时，酸改性橘皮吸附效果更好，此时Cr（Ⅵ）的去除率可达98.14%。
关键词：橘皮；酸改性；Cr（Ⅵ）；吸附效果工业废水是造成环境污染的主要污染源，随着电镀、制革、印染、化工等工业的发展，重金属的使用越来越广泛，污水、污泥、土壤中重金属含量的超标会对环境造成潜在的危害。
据不完全统计，中国的耕地受污染面积2 667万hm2，其中受到Cd、As、Pb、Cr、Hg等重金属污染的耕地近2 000万hm2，约占总耕地面积的1/5。
重金属在环境中积累到一定程度就会对生态系统造成危害，并可能通过食物链等途径直接或间接地危害人类的生存安全。
Cr是一种用途广泛且有毒的重金属，主要分布于岩石、土壤、大气、生物体和水中。
在水环境中Cr主要以Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）两种价态存在，与Cr（Ⅲ）相比，Cr（Ⅵ）有明显的致癌、致突变作用。
一般认为，Cr（Ⅲ）的毒性仅为Cr（Ⅵ）的1%，Cr（Ⅵ）对皮肤有刺激和过敏作用，对呼吸系统和内脏产生损害。
水体中的Cr污染主要来源于电镀、制造合金、印染、电镀、颜料等行业废水的排放[1]。
目前国内外主要用氧化还原处理法、离子交换处理法、化学沉淀法、蒸发浓缩法、生物处理技术、膜分离技术、吸附法等方法来对含Cr废水进行治理[2-4]。
其中吸附法是利用多孔性的固体吸附剂将水样中的一种或数种组分吸附于表面，再用适宜溶剂、加热或吹气等方法将预测组分解吸，达到分离和富集的目的，因此吸附法也是污水处理常用的方法之一。
近年来，生物质材料作为吸附剂用于污水净化已经逐渐成为国内外科研工作者研究的一个热点问题。
虽然生物质材料对废水中的污染物吸附量较小，但由于生物质材料来源丰富、取材方便、成本低、可直接处理等原因，很大程度上降低了重金属废水的处理成本，因此，将其用于废水处理具有一定的应用前景。
螯合树脂对金属离子吸附性能及应用的研究进展
№.2 陕西科技大学学报 Apr.2010・96・ J OU RNAL OF SHAANXI UN IV ERSIT Y OF SCIENCE&TECHNOLO GY Vol.28 文章编号:100025811(2010)022*******螯合树脂对金属离子吸附性能及应用的研究进展董惟昕,张光华,朱军峰(陕西科技大学教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室,陕西西安 710021)摘 要:介绍了螯合树脂对金属离子吸附的原理以及螯合树脂的常见品种,如氨基羧酸类、肟类、82羟基喹啉类、聚苯乙烯吡啶类、硫脲类,还介绍了淀粉接枝树脂和新型冠醚树脂、席夫碱树脂等天然及合成型螯合树脂的研究进展,最后总结了螯合树脂在水处理、湿法冶金、医药卫生、催化剂、果汁等领域的应用情况.关键词:螯合树脂;金属离子;吸附性能;应用中图法分类号:TQ425.23+4 文献标识码:A0 引言目前吸附树脂的应用已遍及许多领域,形成了一种独特的吸附分离技术.由于结构上的多样性,吸附树脂可以根据实际用途进行选择或设计,因此开发出了许多有针对性用途的特殊品种,这是其他吸附剂所无法比拟的.也正是基于这一特点,吸附树脂的发展速度很快,新品种,新用途不断出现,吸附树脂及其吸附分离技术在各个领域中的重要性也越来越突出.其中,吸附能力最强的螯合树脂尤其引人关注,本文就螯合树脂的分类、吸附性能、常见品种和最新应用进行了详细的阐述.1 螯合树脂的分类合成型螯合树脂从结构上可以分为两大类:一类是螯合基团作为侧基连接于高分子骨架上,另一类是螯合基团处于高分子骨架的主链上[1].螯合基团多含有孤对电子,可与金属离子的空轨道进行配位,常见的配位原子是具有给电子性质的第ⅤA族到第ⅦA族元素的原子,主要为O、N、S、P、As、Se等.根据配位原子的不同可将螯合树脂大体分为含氧型、含氮型、含硫型、含磷型、含砷型及混合型等[2].图1 混合型和含氮型螯合树脂从原料来分类,螯合树脂则可分为天然的(如纤维素、海藻酸盐[3]、甲壳素、蚕丝、羊毛、抗血液凝固的肝素、蛋白质等)和人工合成的两类,它们在分子内都具有N、O、S等配位原子和合适的空间结构,且对许多金属离子具有螯合作用,这些螯合剂及其与金属离子反应形成的螯合物在生理、生化、农业等领域起着十分重要的作用.2 螯合树脂分离金属的原理及一些常见品种螯合树脂吸附金属离子的机理主要是树脂上的功能原子与金属离子发生配位反应,形成类似小分子螯合物的稳定结构,而离子交换树脂吸附的机理是静电作用.因此,与离子交换树脂相比,螯合树脂与金属离子的结合力更强,选择性也更高,可广泛应用于各3收稿日期:2010203202作者简介:董惟昕(1984-),女,陕西省咸阳市人,在读硕士生,研究方向:吸附高分子的制备及吸附剂的应用第2期董惟昕等:螯合树脂对金属离子吸附性能及应用的研究进展种金属离子的回收分离、氨基酸的拆分以及湿法冶金、公害防治等方面.螯合树脂分离金属离子的原理如图2所示.图2 螯合树脂分离金属离子原理示意图图2中,ch 为功能基团,对某些金属离子有特定的络合能力,因此能将这些金属离子与其他金属离子分离开来.螯合树脂由于具有特殊的选择分离功能,因此很有发展前途,已研究成功的有30多种类型的产品,但目前真正实现了工业化的产品并不多,最常用的有以下几类:(1)胺基羧酸类(ED TA 类).胺基羧酸类(ED TA 类)如乙二胺四乙酸(ED TA )是分析化学中最常用的分析试剂,它能在不同条件下与不同的金属离子络合,具有很好的选择性.仿照其结构合成出来的螯合树脂也具有良好的选择性.例如,图3所示的两种结构的树脂就是应用十分成功的螯合树脂.图3 氨基羧酸类树脂这类螫合树脂在p H =5时对Cu 2+的最高吸附容量为0.62mmol/g ,可用HClO 4溶液解吸.在p H =1.3时,其对Hg 2+的最高吸附容量为1.48mmol/g ,可见对特种贵金属有很好的选择分离性[4].由于多胺基的存在,多胺型螯合树脂不仅对过渡金属和重金属离子的吸附性能良好,而且具有较好的亲水性,因此在水溶液中使用树脂十分方便[5],从而被广泛研究和应用.(2)肟类.肟类化合物能与金属镍(Ni )形成络合物.在树脂骨架中引入二肟基团可形成肟类螫合树脂,对Ni 等金属具有特殊的吸附性.肟基近旁带有酮基、胺基、羟基时,可提高肟基的络合能力,因此肟类螫合树脂常以酮肟、酚肟、胺肟等形式出现(如图4所示),其吸附性能优于单纯的肟类树脂.偕胺肟型螯合树脂以其特殊的官能团结构、优良的吸附性能而成为从海水中提取铀的最佳材料[6].图4 酮肟(3)82羟基喹啉类.82羟基喹啉是有机合成和分析化学中常用的络合物,将其引入高分子骨架中就形成了具有特殊络合能力的82羟基喹啉螯合树脂.82羟基喹啉螯合树脂能选择吸附多种贵金属离子,如对Cr 2+、Ni 2+、Zn 2+等离子的吸附容量高达2.39～2.99mmol/g.用82羟基喹啉、甲醛、间苯二酚及苯磺酸钠作原料合成的一种螯合树脂,在p H 为5时对重金属交换吸附具有很强的选择性,其对Cu 2+、Hg 2+和Pb 2+的交换容量分别为318、224和202mmol/g [7].(4)聚苯乙烯吡啶类.高分子骨架中带有吡啶基团时,对Cu 2+、Ni 2+、Zn 2+等金属离子有特殊的络合功能.若在氮原子附近带有羧基时,其作用更为明显.聚苯乙烯负载22氨基252甲硫基21,3,42噻二唑螯合树脂在聚合物基体与功能团之间引入含杂原子的悬臂时能明显改善功能基的亲水性及柔软性,从而提高功能基的螯合性能[8].含酚废水与聚乙烯基吡啶类树脂接触,酚类会吸附在树脂上,使废水得到净化,然后将吸附了酚类的树脂加热处理回收酚,与此同时,对树脂也进行了再生处理,再生后的树脂可循环使用.・79・陕西科技大学学报第28卷图5 聚苯乙烯吡啶(5)硫脲类.大量实验事实揭示,含硫氮的螯合树脂对于贵金属有较好的吸附性能,尤其是含硫脲的螯合树脂对贵金属的吸附性能更为优异[9].以聚苯乙烯小白球树脂为原料,经硝化、还原、接枝等反应,合成出的含有硫脲功能基的新型螯合树脂对银离子和钯离子有很好的吸附作用[10].3 新型螯合树脂及其对金属离子吸附的研究进展就螯合树脂的合成而言,目前的发展趋势一是寻找更价廉易得的载体(母体),其中天然高分子化合物最具潜力,如纤维素、壳聚糖、淀粉等;二是合成出选择性能更高的螯合剂,如冠醚、席夫碱等[11].3.1 天然高分子螯合剂物丰价廉的纤维素是最早研究和应用的天然高分子,通过其羟基的醚化、羧甲基化、酯化、氧化、交联等反应,或者与丙烯腈、丙烯酸、丙烯酰胺等高分子单体发生接枝共聚反应后,所制成的改性产品已广泛用作金属离子的分离试剂.通过腈基的水解制得的羧基淀粉接枝共聚物具有很好的吸水性.壳聚糖是一种既具有多羟基又有氨基的线型高分子聚合物,有很多人研究将其做为螯合树脂.3.2 合成型高分子螯合树脂高分子负载席夫碱可用于离子吸附和催化等领域.新型冠醚螯合树脂对软硬金属离子均有较好的吸附容量.表1表明了各类树脂对金属离子的吸附性能.表1 天然和合成型螯合树脂的吸附性能树脂吸附金属应用领域吸附量淀粉接枝树脂[12]Cu 2+,Cd 2+复合高吸水性树脂479g/g 丝瓜络[13]Fe 3+,Zn 2+金属脱除剂27.4,36.3mg /g 壳聚糖改性树脂[14]Hg (Ⅱ),P b (Ⅱ)吸附染料席夫碱树脂[15,16]Ca 2+,Hg 2+,Ag +等吸附金属,催化冠醚树脂[17]Hg 2+,Cu 2+,Ni 2+等吸附金属 1.342,1.087,1.192mmol/g 4 螯合树脂的应用随着研究的深入,螯合树脂可以更好地应用于以下领域.4.1 饮用水净化螫合树脂在制备超纯水方面的应用占了很大的比例,微电子工业、半导体工业以至原子能工业都需要使用超纯水.将氨基膦酸树脂与Al 3+、Fe 3+的配合物用于饮水除氟的试验,发现F -的平均去除率为72%～78%,因此为高氟水地区人民的身体健康带来了福音[18].含82羟基喹啉的螯合树脂可用于弱酸性水体中重金属离子的富集与分离分析.4.2 环境保护聚合物树脂可作为混合型吸附剂处理污水[19].采用高分子有机螯合剂与废水中的多种金属离子发生螯合反应,可生成稳定且不溶于水的金属螯合物从而除去废水中的重金属离子,使处理水达到国家废水排放标准.采用重金属螯合剂(EP110)处理印制电路板含铜废水,克服了传统化学处理法的缺点,沉淀物稳定性高,处理水中的铜含量远低于传统方法,特别是对低铜含量废水的处理,处理费用低,有很好的应用前景[20].4.3 湿法冶金螯合树脂可以提炼贵金属铂、钯、铑、钌、铱、锇以及金和银[21].Emre Birinci 等制备的一种硫脲树脂可以提取贵金属钯[22].・89・第2期董惟昕等:螯合树脂对金属离子吸附性能及应用的研究进展4.4 催化剂傅米瑛等制备的亚氨基二乙酸螯合树脂可以提取稀土元素铕[23],还有研究表明氨基膦酸树脂可以提取稀土元素铈、镝、镱[24].4.5 医药卫生已有人用HA 树脂作为吸附剂,考察了其对有机磷农药的吸附性能,效果良好,吸附率在90%以上,吸附速率也较快,且血液相容性好,可望用于临床血流灌流,抢救重症有机磷农药中毒患者.大孔螯合树脂还可以处理中药中重金属过量的污染,并可分离、提取各种抗生素及分离提纯中草药[25].4.6 食品耿建暖等通过将丙烯腈(AN )和丙烯酸(AA )共接枝制备纤维材料,实验中发现该螯合纤维可有效地去除苹果汁中的有毒有害的物质如Cu 2+、Pb 2+,对Cu 2+、Pb 2+和As 3+的饱和吸附量分别为1.39、0.965、0.079mmol/g ,去除率可达到80%以上[26],这是研究的最新领域.除作为金属离子螯合剂外,螯合树脂也可用作氧化、还原、水解、烯类加成聚合、氧化偶合聚合等反应的催化剂以及用于氨基酸、肽的外消旋体的拆分.螯合树脂与金属离子结合形成络合物后其力学、热、光、电磁等性能均有所改变,利用该性质可将高分子螯合物制成耐高温材料、光敏高分子、耐紫外线剂、抗静电剂、导电材料、粘合剂及表面活性剂等.参考文献[1]向万宏,刘 峥.螯合树脂的合成及应用研究新进展[J ].化工技术与开发,2003,32(2):16222.[2]申 颖.高分子鳌合树脂的制备及性能研究[D ].哈尔滨:哈尔滨工程大学硕士学位论文,2007.[3]周洪英,王学松,李 娜.关于海藻吸附水溶液中重金属离子的研究进展[J ].科技导报,2006,24(12):61266.[4]刘淑芬.多胺型螯合树脂的合成和性能研究[J ].商丘师范学院学报,2004,20(5):1012104.[5]曾佑林,徐满才.一种新型亲水性胺基羧酸树脂的合成及其性能研究[J ].离子交换与吸附,2002,18(3):2722276.[6]熊 洁,许云书,黄 玮.偕胺肟基螫合吸附分离材料研究进展[J ].材料导报,2006,20(7):1022109.[7]朱端卫,刘义新,程东升.82羟基喹啉螯合树脂与重金属作用研究[J ].华中农业大学学报,2000,19(1):71274.[8]纪春暖,孙昌梅,霍兆健.聚苯乙烯负载22氨基252甲硫基21,3,42噻二唑螯合树脂的合成及吸附性能[J ].化学研究与应用,2006,18(8):9252938.[9]蒋 翔,倪才华,朱昌平.氨基硫脲2甲醛螯合树脂的合成及吸附性能[J ].离子交换与吸附,2008,24(2):1182123.[10]赵石楠,董学畅,吴立生.新型硫脲螯合树脂的合成及对Ag (Ⅰ)吸附性能的研究[J ].云南化工,2008,35(5):26229.[11]孔令芳,王振平,张相春.螯合树脂的合成及其应用[J ].内蒙古石油化工,2006,(3):19221.[12]张 涛,谭兴和,张 喻.马铃薯淀粉复合吸水树脂合成工艺优化[J ].2009,25(3):17220.[13]毛金浩,刘引烽,杨 红.丝瓜络的化学改性及其对金属离子的吸附[J ].水处理技术,2008,34(7):46250.[14]张艳雅,马启敏.壳聚糖改性吸附剂的制备及其吸附性能研究[J ].中国海洋大学学报,2006,366(Sup.):1532156.[15]崔元臣,张 磊,陈 权,等.聚合物负载Schiff 碱催化合成对羟基苯甲醛[J ].化工技术与开发,2006,20(4):2412244.[16]葛新颖,张大洋.聚合物负载Schiff 碱催化合成对羟基苯甲醛[J ].沈阳化工学院学报,2006,20(4):2412244.[17]刘淑芬,刘春萍,林 影.新型氮杂冠醚树脂的合成与吸附性能研究[J ].烟台师范学院学报,2003,19(2):1022106.[18]何小林,焦芸芬.氨基膦酸螯合树脂应用现状[J ].四川有色金属,2006,3(12):31235.[19]BingjunPan ,BingcaiPan ,WeimingZhang.Development of polymeric and polymer 2based hybrid adsorbent s for pollutant s removalfrom waters[J ].Chemical Engineering Journal ,2009,15(1):19229.[20]郭晓滨,李晓池,王晓刚.重金属螯合剂在含铜废水处理中的应用[J ].2003,23(4):4212424.[21]李 飞,鲍长利,张建会.贵金属吸附预富集的新进展[J ].冶金分析,2008,28(10):43248.[22]莫建军,熊春华,王永江.氨基膦酸树脂吸附镨的研究[J ].化学研究与应用,2002,14(3):3392341.[23]Emre Birinci ,Mustafa G ülfen.Separation and recovery of palladium (Ⅱ)from base metalions bymelamine 2form aldehyde 2t hiourea (MF T )chelating resin[J ].Hydrometallurgy ,2009,9(5):15221.[24]傅米瑛,王永江,熊春华.铕在亚胺基二乙酸树脂上的吸附行为及其机理[J ].2002,23(5):56259.[25]焦芸芬,何小林,廖春发.氨基膦酸螯合树脂吸附重稀土的研究[J ].离子交换与吸附,2009,5(4):3062310.[26]王先良,王小利,徐顺清.大孔螯合树脂可用于处理中药重金属污染[J ].中成药,2005,27(12):137621379.[27]耿建暖,于建军,仇农学.偕胺肟螯合纤维的吸附性能及对果汁中金属离子的吸附研究[J ].食品工业科技,2008,3(29):70275.(下转第103页)・99・第2期孙园园等:彩色印刷套印误差检测系统的设计与实现[4]〗沈建华,杨艳琴,翟骁曙.MSP430系列16位超低功耗单片机原理与应用[M ].北京:清华大学出版社,2004:2612262.[5]张晞,王德银,张晨,等.MSP430系列单片机实用C 语言程序设计[M ].北京:人民邮电出版社,2005:38240.DESIGN AN D IMPL EMENTATION OF PH OTOE L ECTRIC SYSTEM FORDETECTING OVERPRINT DEVIATION IN COLOR PRINTINGSUN Yuan 2yuan 1,2,CH EN Chang 2ying 1,2(11Key Laboratory of Disaster Forecast and Control in Engineering ,Ministry of Education of the People ′s Re 2public of China (Jinan University ),Guangzhou 510632,China ;21Key Laboratory of Photoelectric Information and Sensor Technology of Guangdong Province (Department of Photoelectric Engineering ,Jinan University ),Guangzhou 510632,China )Abstract :For t he sake of detecting t he overp rint deviation of color printing in high 2speed mo 2tion state ,a p hotoelect ric system is designed and realized based on t he principle t hat t he re 2flected light energy absorption is different when black 2white bars are irradiated by laser.The design concept and working p rinciple of t he system are discussed.The experiment result shows t hat t he system has many good feat ures ,such as uncomplicated st ruct ure ,high stabil 2ity and reliability ,low measurement error ,etc.K ey w ords :overprint deviation ;p hotoelectric detection system ;MSP430(上接第99页)RESEARCH ON ADSORPTION PROPERTIES AN D APPL ICATIONOF CHE LATING RESIN FOR METAL LONSDON G Wei 2xin ,ZHAN G Guang 2hua ,ZHU J un 2feng(Key Laboratory of Light Chemical Additives Chemistry and Technology in Ministry of Education in Shaanxi University of Science &Technology ,Xi ′an 710021,China )Abstract :This article described t he p rinciple t hat chelating resin adsorpt metal ions and com 2mon varieties of resin in detail ,such as amino acid type ,oxime type ,82hydroxy quinoline ,polystyrene pyridine ,t hiourea.Also int roduced t he graft resin and new crown et her resins ,schiff base resin etc.,are t he latest t rends of nat ural and synt hetic type in t he develop ment of chelating resins.The article summarized t he resin applicated to water recycle ,juice ,met 2allurgy ,medicine ,catalyst and ot her fields of t he latest t rends.K ey w ords :chelating resin ;metal ions ;adsorption p roperties ;application ・301・。
拟康宁木霉粉末对Cr(Ⅵ)的生物吸附性能
目前 ， （ ｒ污染 日趋严重 ， 国每年排放铬渣约 ６ 铬 Ｃ） 全 Ｏ万 ｔ历年累积 ６ ０万 ｔ经解毒处 理或综合利用 的 ， ０ ，
不足 １ ． ７ 随着世界皮革加工业重心 向中 国的转移 ， 国皮革 行业 ｃ 的排放 量也 在逐 年增加［． 我 ｒ １ 水体 中 Ｃ ］ ｒ 主要 以三价 和六价形式存在 ， 中 Ｃ （ 具 有高度 的迁移 性和强氧化性 ， 其 ｒⅥ） 并具有致 癌致 突变作用 ， 其对人 体 的毒性为 Ｃ （Ｉ 的 ５ ０ 同时， ｒ １） ０ 倍． １ 由于 Ｃ （ 在环境 中不能降解 ， ｒⅥ） 并且会 参与食物链 循环并最终在生 物体 内
围为 ４ ， ～５ 且在 Ｃ （ １ 初始浓度为 ２ｒｇ Ｌ、 ｒ Ｖ） ／ 吸附剂用量 为 ２５ｇ Ｌ、Ｈ 为 ４ ５的最佳 条件 下 ， ｒＶ ） ｎ ． ／ ｐ ． Ｏ （ Ｉ吸附率达 到 ８．７ ． ０ ３ 运用 Ｓ Ｍ、 Ｒ Ｅ Ｘ Ｄ和 Ｆ Ｉ Ｔ Ｒ对拟康宁木霉粉末 的吸附过程进行表征 ， 现拟康宁木霉粉末 表面粗糙 、 发 孔隙多 ， 吸附 Ｃ （ １ 的过程 中一０Ｈ 和一Ｐ ４ Ｃ （ 发生 了络合反应 ， ｒＶ） ０ 与 ｒⅥ） 具有络合反应 的特征． 关键词 ： 拟康 宁木霉 ； ｒＶ ） 生物吸附 ； Ｃ （Ｉ； 影响因素 ； 表征 中图分类号 ： ３ ． Ｘ１ １ ２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ９８ ２ （０ ２ ０—０ ００ １０ —２ ４２ １） ４０５ —６
基金项 目： 福建省科技计划 项 目（０ ０ ０ １ ２ ０Ｆ ０ ７ ； ２ １Ｙ３ １ ，０ ８ ５ ３ ）集美大学创新 团队基金资助项 目（０ ０ ０ ７ ２１Ａ ０）
第 ４期
程林 洁 ， ： 康 宁木霉 粉末对 Ｃ （ 的生 物 吸附 性 能 等 拟 ｒⅥ）
花生壳吸附Cr(Ⅵ)过程中扩散方程的研究
花 生 壳 吸 附 Ｃ （ ） 程 中扩 散 方 程 的 研 究 ｒⅥ 过
张 庆 芳 。 显 峰 。 小 宁 ， 秀 琴 胡 贾 孔 （ 州理 工 大学石 油化 工 学院 ， 肃 兰 州 ７ ０５ ） 兰 甘 ３ ０ ０
摘 要 ： 花 生 壳 用 量 为 １０ｇ ｐ 值 为 ２ ０ 温度 为 ３ ％ 、 荡速 率 为 １０ｒ・ ｎ 的 条 件 下 ， 究 了不 同初 始 浓 在 ． 、 Ｈ ．、 ０ 振 ４ ｍｉ 研 度 Ｃ （ ） 液 中 Ｃ （ Ｉ 的 吸 附率 随 时 间 的 变化 情 况 。 经 颗 粒 内扩 散 方 程 验 证 ， 以认 为 吸 附过 程 在 １０ｒｉ ｒⅥ 溶 ｒＶ） 可 ８ ｎ前 受 颗 粒 ａ
数学 模 型对 预测 吸 附行 为 、 化 吸 附 过 程 是 十 分 优 重要 的 ， 因此 ， 立适 当的数 学模 型是 开 展生 物质 吸 附 建 剂 吸附重 金 属离 子研 究 的重要 内容之 一 。 研究 表 明 ， 生 壳 占花 生质 量 的 ２ ６ ～ ３ ． ， 花 ． ６０
个 吸 附过程 的条件 是 ： 合 效 果 良好 、 附质 浓 度 高 、 混 吸
颗 粒粒 径 大 、 吸附 质 和 吸 附 剂 之 间 的 亲 和 力 差 ； 之 ， 反 吸 附过 程则 由颗粒 外 扩散 控制 。 １ ２ 颗 粒 内扩散 方程 ． 假 设颗 粒 外扩 散 可 以忽 略并 且颗 粒 内扩 散是 唯一 的速率 控制 步 骤 ， 么 颗粒 内扩 散模 型 那
一 ｋ ｌ。 ｉ ・ ｔ
７ ２ 、 脂肪 １ ２ ～ ２ ８ 、 氮 浸 出 物 １ ． ～ ． 粗 ． ． 无 ０６
２ ． ［］ １ ２ １
。
纤 维素 是 由上 千个 单糖 以 １ ４糖 苷键 相连 ，一
农业用地土壤中的重金属污染防治策略
农业用地土壤中的重金属污染防治策略摘要：近年来，随着经济发展水平的不断提高，我国农业土壤的状况不容乐观，其中以重金属污染为主的土壤污染问题尤为突出，重金属的来源一般源自工业、矿业和农业。
土壤重金属污染已严重危害广大群众的健康，所以土壤重金属污染与防治已成为人类最关心的环保问题之一。
本文根据中国土壤重金属污染状况，汇总了农业用地土壤中的重金属污染防治策略，为中国重金属污染土壤的修复技术提供借鉴与参照。
关键词：土壤；重金属引言世界各地有大片土地受到了无机污染物的污染，土壤重金属污染已成为全球性的问题，土壤重金属主要是与人类经济活动有关的人为排放。
重金属是不可生物降解的，因此倾向于在自然环境和生物体内累积。
在特定的（高）浓度下，所有的金属都会对人类、动物和植物有机体以及微生物产生毒性影响，因此，应优先处理被重金属污染的土壤。
1土壤重金属污染简介随着工业和经济的发展，铅、镉、汞、铜、锌等重金属元素直接和间接的进入土壤环境，使得其含量超过土壤环境质量相关标准，造成土壤质量下降或者功能损害，从而称为重金属污染。
重金属污染具有隐蔽性，其直接危害在短期内无法得以完全体现。
但由于重金属可以经由食物链等途径进入人体，最终可能会危及到人类的身体健康。
重金属是一类很难自然降解的化学物质，如铅、镉等，因此对人类健康的危害具有长期性。
土壤中的有毒重金属可能通过渗滤等进入地下水，将会对地下水产生污染。
如果产生水源地污染，可能通过饮用污染的水造成人体健康危害。
此外，在污染的土地上耕种，会导致重金属物质进入到作物体内，如大麦、水稻、玉米等。
进而会经由饮食而进入到人体，从而危害人类健康。
土壤重金属污染的原因主要分为自然原因和人为因素两个方面，自然原因主要是指在大自然中产生的火山爆发以及降雨、降雪等大气干湿沉降等因素，以及土壤含岩母质风化，使岩石中的重金属元素进入到土壤中。
人为原因包括工业、农业、交通运输等因素，也是导致土壤重金属污染的关键因素。
羟基磷灰石复合吸附剂对去除水体中阴离子的研究进展
2019年 第7期 第46卷 总第393期
广东化工
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量达到32.5 mgF-/g，比HAP吸附容量高出一倍，认为是Al-HAP表 面分布有大量的M-OH活性位点，F-与表面上的-OH进行离子交换 的结果。Prabhu[18]采用阳离子表面活性剂对HAP进行修饰，用于 F-的去除机理研究，发现其主要作用机理是静电吸附和离子交换。
Keywords: hydroxyapatite；composite materials；adsorption m(简称HAP)因独特的晶体结构和表面活性，具有 优越的离子吸附和交换性，在污水处理中不会产生二次污染，被 认为是一种新型的环境功能材料。但是，纳米HAP易团聚，限制 其在污水处理上的应用。因此，研究者为了改善其性能，开发了 多种新型的纳米羟基磷灰石复合吸附剂，将其用于污水处理。
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广东化工
2019年 第7期 第46卷总第393期
羟基磷灰石复合吸附剂对去除水体中阴离子的研究
进展
康卓1，曾荣英1,2,3*，唐文清1,2,3，何志敏3，廖志伟1，蔡菲1，陈静1
(1．衡阳师范学院 化学与材料科学学院，湖南 衡阳 421008； 2．功能金属有机材料湖南省普通高等学校重点实验室，湖南 衡阳 421008；3．衡阳师范学院南岳学院，湖南 衡阳 421008)
参考文献
[1]曾荣英，罗春香，龚道新，等．掺铁碳羟基磷灰石复合物对铅离子废水 的吸附[J]．环境工程学报，2015，9(10)：4643-4649． [2]Dong L J，Zhu Z L，Qiu Y L，et al．Removal of lead from aqueous solution by hydroxyapatite/ magnetite composite adsorbent[J]．Chemical Engineering Journal2010，165：827-834． [3]Li Y M，Zhang Y，Zhang Y，et al．Reed biochar supported hydroxyapatite nanocomposite：Characterization and reactivity for methylene blue removal from aqueous media[J]．Journal of Molecular Liquids，2018，263：53-63． [4]高芳，张卫民，郭亚丹，等．羟基磷灰石负载纳米零价铁去除水溶液中 铀(Ⅵ)的研究[J]．中国陶瓷，2015，51(8)：10-15． [5]曾云嵘，张卫民，王惠东，等．石英砂负载羟基磷灰石去除水溶液中锰 研究[J]．水处理技术，2017，43(5)：72-75． [6]Zeng Y，Pei X，Yang S，et al．Graphene oxide/hydroxyapatite composite coatings fabricated by electrochemical deposition[J]．Surface & Coatings Technology，2016，286：72-79． [7]刘国，徐丽莎，李知可，等．羟基磷灰石/膨润土复合材料对水中 Cd2+ 吸附研究[J]．硅酸盐学报，2018，46(10)：1414-1425．
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ｑｏ／（ｍｇ￣ｇ．１）＝
式 中，ｇ。为平衡 吸 附容 量 （ｍｇ／ｇ）；Ｃｌ为吸 附前 Ｃｒ（ＶＩ）￣质量浓 度 （ｍｇ／Ｌ）；ｃ２为吸 附后 Ｃｒ（ＶＩ） 的质量 浓度 （ｒａｇ／Ｌ）；Ｖ为 吸 附液的体积 （Ｌ）； Ｗ 为吸 附剂 的用 量 （ｇ）。
７７／％ ＝二Ｌ— ×１００
。
ｃ１
（２）
式中，７７为 Ｃｒ（ＶＩ）去除率，其余各符号意义同上。
ｌ－３ 吸 附·陛能 比较 实验 以文献 【９】中的纤维 素 一丙烯 腈接枝 共 聚物 （ＡＮＣ）为 原料 ，通 过皂化 反应 制取羧 基含
量 为 ３．２７ ｍｍｏｌ／ｇ的离 子交换 剂 。以 同样 的 ＡＮＣ为原料 ，通过 偕胺肟 化反应 制取腈 基转化 率 为 ９９．５％的偕 胺肟基 螯合 吸 附剂 。取 以上制得 的两种 吸 附剂与 ＡＯＳＣ一起 进行 吸 附实 验 ， 比较吸 附效果 。
黄金 阳 ｒ， 刘明华 ２，。木
（１．厦 门大学 嘉庚学院 ，福建 漳州 ３６３１０５； ２．福州大学 环境与资源学院，福建 福州 ３５０１０８； ３．华南理工大学 制 浆造 纸工程国家重点实验室 ，广东 广州 ５１０６４０）
摘 要 ：研究 了半皂化偕胺肟基纤维素吸附剂 ＡＯＳＣ对 Ｃｒ（ＶＩ）的吸 附，探讨 了各种 因素对吸 附效果 的影响 。结 果表 明，当 Ｃｒ（Ｖ１）的初始质量浓度为 １００ ｍｇ／Ｌ时 ，最佳 的吸附条件 为：吸附液 ｐＨ值 为 ２，吸附时间 ２ ｈ，吸附温度 ３５℃。在此条件下 ＡＯＳＣ 的吸附容量和 Ｃｒ（ＶＩ）去 除率 分别达到 ４９．８ ｍｇ／ｇ和 ９９．５％。吸附性能对 比实验表明， ＡＯＳＣ对 Ｃｒ（ＶＩ）的吸附效果优 于纤维素基离子交换剂和 偕胺肟基螯合 吸附剂 。 关键词 ：纤维素 ；螯合吸 附剂 ；Ｃｒ（ＶＩ）；吸 附 中图分类号 ：０６３６．１１ 文献标识码 ：Ａ
本文研究 了文献【９】中所制备的半皂化偕胺肟基纤维素吸附剂 ＡＯＳＣ对 Ｃｒ（ＶＩ）的吸附性 能，探讨了 Ｃｒ（ＶＩ）的初始质量浓度 、溶液 ｐＨ值、吸附时间和吸附温度等因素对吸附效果的 影响 ，得 到吸 附 Ｃｒ（ＶＩ）的最优 吸 附条件 ，并将 ＡＯＳＣ 与其 他 吸 附剂 进行 吸 附性 能对 比，以 期 为 今后 该类 型吸 附材 料应用 于 处理 含铬 废水 提供 理论 依据 。
第 ｌ８卷 第 １期 ２０１０年 ３月
纤 维 素 科 学 与 技 术
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
文 章 编 号 ： １００４－８４０５（２０１０）０１－０００７－０５
ｖ０Ｉ＿ｌ８ ＮＯ．１ Ｍ ａｒ．２ＯｌＯ
新型纤维素螯合吸附剂对 Ｃｒ（ＶＩ）ｆｌ￣３吸附研究
２ 结果与讨论
２．１ Ｃｒ（ＶＩ）初始质 量浓度 的影 响 Ｃｒ（ＶＩ）初 始质量浓 度 的变 化对 吸 附效果 的影响 实验 结 果如 图 ｌ所示 。 由图可 见 ，平衡 吸
附容 量随 Ｃｒ（ＶＩ）初 始质量 浓度 的增 大不断升 高 ，去 除率则 随 Ｃｒ（ＶＩ）初始 质量浓度 的增 大呈先 升后降的趋势。当 Ｃｒ（ＶＩ）初始质量浓度为 １００ ｍｇｍ 时，去除率达到最大值 ９９．５％，平衡吸 附容量为 ４９．８ ｍｇ／ｇ。而当 Ｃｒ（ＶＩ）初始质量浓度为 ５００ ｍｇ／Ｌ时，ＡＯＳＣ的平衡吸附容量可达 １６０ ｍｇ／ｇ。 由于工 业生产排 放 的含铬 废水 中 Ｃｒ（ＶＩ）的质 量浓度 大都在 １００ ｍｇ／Ｕ以下 ，并且 在此浓 度下 ＡＯＳＣ对 Ｃｒ（ＶＩ）的去 除率最 高 ，因此 以下 实验吸 附过程 选择 Ｃｒ（ＶＩ）初 始质量 浓度 为 １００ ｍｇ／ｇ。
电镀 、制 革 、采 矿和 染料 等工 业产 生大 量 的含铬 废水 ，严 重污 染 了环境 ，危 害人体 健康 。 目前 已报道 的 去除 工业废 水 中铬 ［Ｃｒ（ＶＩ）】的方法 有化 学沉 淀法 、离子 交换 法 、活 性炭 吸 附法 等【ｌ】。这些方法或因沉淀难于处理，易造成二次污染 ；或因处理费用昂贵，使其应用受到限 制。近年来，研究者们力 图寻找低成本的吸附材料，并且 已取得一系列 的成果Ｌ２ 】。其 中， 纤维素基 的天然高分子材料有其独特 的优势１６Ｊ。纤维素吸附剂取 自于农副产品中，兼具有廉 价性 和环 保可 再 生性 ，对 Ｃｒ、Ｃｕ等 重金 属离 子 的选择 吸 附性 高 ，应 用 于重 金属 废水 的处 理 前 景 广 引。
基金项 目： 中国博士后基金资助项 目 （２ｏ０７０４１０２３８）；中国博士后基金特 别资助 项 目 （２００８０１２３９）。
作者简介：黄金 阳 （１９８２～），男，福建厦 门人，硕 士；主要从事环境友好材料的研究 。
８
纤 维 素 科 学 与 技 术
第 ｌ８卷
１．２ 吸 附实验 取一定浓 度 的重铬酸钾 水溶 液 ５０ ｍＬ，加入 一定量 的 ＡＯＳＣ，适 当调 整溶液 ｐＨ值 ，于
ｌ 实验
１．１ 原料 及 试剂 马尾松漂 白硫酸盐浆纤维素 （含水率 ８％）；丙烯腈 、硝酸铈铵 、氢氧化钠 、硝酸、盐
酸、丙酮、盐酸羟胺、硝酸、磷酸、氨水 、无水甲醇、无水碳酸钠 、重铬酸钾 、二苯碳酰二 肼等 ，均为 分析 纯试 剂 。
收稿 日期：２００９－１０－１９
｝通讯作者 ｍｈｌｉｕ２０００＠２６３．ｎｅｔ
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Ｃｒ（ＶＩ）￣）Ｊ始 浓度／（ｍｇ·Ｌ ） 图１ Ｃｒ（Ｖｉ）初始 浓度 的影响
吸附剂 用量 ０．１ ｇ，吸附 时间 １２０ ｍｉｎ， 吸 附液 ｐＨ＝２，吸附温 度 ３５￣Ｃ。