基于马尾藻的生物吸附除铬研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 侯一宁 |
| 学位类别 | 博士后 |
| 答辩日期 | 2011-12-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 杨敏 ; 刘会娟 |
| 关键词 | 生物吸附 海藻 褐藻 马尾藻 六价铬 三价铬 biosorption brown seaweed Sargassum sp. hexavalent chromium trivalent chromium |
| 其他题名 | Removal of Chromium by Sargassum Biosorbent |
| 学位专业 | 环境工程 |
| 中文摘要 | 重金属废水处理一直受到人们的高度重视，生物吸附技术是一种新兴重金属去除方法，其中，海藻作为生物吸附剂的应用前景尤为广阔，且我国海藻资源十分丰富，因此，研究海藻生物吸附剂对重金属废水的处理很有意义。本研究选用非活体马尾藻作为生物吸附剂，考察其对含铬废水中常见Cr(VI)和Cr(III)的吸附性能，并探讨了所涉及的相关机理。研究结果表明： 甲醛化学改性的马尾藻（MSW）与原始马尾藻（RSW）在对Cr(III)的吸附速率和吸附容量等方面均无明显差异。不同pH 值下RSW 和MSW 对Cr(III)的吸附均可于3.5 h 内达到平衡。最佳pH 值下（pH 4.0），Langmuir 吸附模型拟合出的RSW 和MSW 对Cr(III)最大吸附量分别为1.12 和1.10 mmol/g。表面羧基和氨基是吸附Cr(III)的主要官能团，羟基和酯键也参与了对Cr(III)的结合。 电化学还原能有效辅助生物吸附过程，与单纯生物吸附相比，Cr(VI)和总Cr 去除效率均有显著提高。电化学还原辅助生物吸附（ECAB）过程中，Cr(VI)在Pd 薄膜阴极表面被高效地还原，生成的Cr(III)快速地吸附至MSW 上，且过程中溶液pH 值的升高促进了MSW对Cr(III)的吸附。ECAB体系中MSW对Cr(VI)的生物还原和直接吸附均为次要过程。Cr(VI)在Pd 膜阴极表面的电化学还原包 括直接还原和H*间接还原2 种作用，并随着阴极偏压的降低，H*间接还原的作用比例逐渐增大。 MSW 的总Cr 吸附量随着Cr(VI)占总Cr 的质量分数的增大先逐渐增大，至70%时吸附量达到极值，之后，吸附量随着Cr(VI)的质量分数的增大逐渐减小。Cr(VI)和Cr(III)共存时，可相互促进各自在MSW 上的吸附：Cr(III)首先吸附于MSW 表面，减弱MSW 表面负电性，使Cr(VI)更易接近其表面，吸附于MSW上或与之快速接触，使Cr(VI)有更多机会将MSW 表面一些还原性含氧基团氧化为Cr(III)的重要吸附位——羧基，从而增强了MSW 对Cr(III)的吸附能力。当溶液中Cr(VI)和Cr(III)的配比为一合适值时，MSW 对总Cr 的吸附量大于Cr(III)或Cr(VI)单独存在时的总Cr 吸附量。 金属阳离子改性后的MSW-Fe(III)和MSW-Cu(II)对Cr(VI)的吸附速率较MSW 显著提高。MSW-Fe(III)、MSW-Cu(II)和MSW 对Cr(VI)的表观最大吸附量分别为0.16、0.16 和0.015 mmol/g（pH=6.0），MSW-Fe(III)和MSW-Cu(II)对Cr(VI)的吸附容量是MSW 吸附容量的10 倍之多。Fe(III)和Cu(II)的改性减弱了MSW 表面电负性，使MSW-Fe(III)和MSW-Cu(II)对Cr(VI)阴离子的吸附更为容易。Fe(III)和Cu(II)通过与表面羧基和氨基相互作用结合于MSW 上，并很可能成为金属阳离子吸附中心，吸引Cr(VI)接近并与Cr(VI)中一个氧原子形成单齿配位键。 |
| 学科主题 | 水处理工程 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2011-12-23 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/2216]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_环境水质学国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 侯一宁. 基于马尾藻的生物吸附除铬研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2011. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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