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花生殼對重金屬離子銅的吸附研究進(jìn)展

王紫宇

(石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 石家莊 050081)

工業(yè)廢水是水體污染的主要污染源，其中重金屬廢水污染尤為突出。不僅造成環(huán)境的嚴(yán)重污染，而且重金屬不被生物降解，其參與食物鏈循環(huán)并最終在生物體內(nèi)積累，通過飲水和食物鏈，對人類生命產(chǎn)生嚴(yán)重危害。

目前，對于重金屬離子廢水的處理各國均有研究，其處理方法有化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物法等。其中最主要的方法是化學(xué)法和物理化學(xué)法?；瘜W(xué)法主要包括中和沉淀法、氧化還原法、鐵氧體法；物理化學(xué)法主要包括離子交換法、吸附法、溶劑萃取法、電解法和膜反應(yīng)器污水分離技術(shù)。但這些方法存在處理難度大、成本高等不足，故難以普及。為此，世界各國為尋找一種快速、有效、經(jīng)濟(jì)的處理方法做出了許多研究[3-6]。吸附法是利用吸附劑的獨(dú)特結(jié)構(gòu)去除重金屬離子的一種具有潛力的污水凈化措施。利用生物材料作為吸附劑用于污水處理成為了一個(gè)研究熱點(diǎn)。近年來，利用廉價(jià)的農(nóng)林廢棄物作為吸附劑處理低濃度的重金屬廢水引起了人們的重視。目前研究使用的農(nóng)林廢棄物包括制糖甜菜廢絲、甘蔗渣、稻草、大豆皮、花生殼、玉米芯等。這些材料具有天然的交換能力和吸附特性。

將農(nóng)林副產(chǎn)物——花生殼作為生物吸附劑從溶液pH、吸附溫度、吸附時(shí)間、花生殼用量等方面研究其吸附性能，探究其最佳吸附工藝條件，為花生殼用于含銅離子廢水的治理提供了科學(xué)的理論依據(jù)。

針對花生殼對重金屬離子的吸附課題，很早就有工作人員對其進(jìn)行了研究。利用農(nóng)林廢棄物去除廢水中重金屬離子主要是通過物理化學(xué)吸附。物理吸附是由于農(nóng)林廢棄物經(jīng)粉碎后有較大的比表面積和空隙，通過分子間作用力將重金屬離子吸附于廢棄物表面，由重力沉降作用將其除去?；瘜W(xué)吸附是由于農(nóng)林廢棄物表面含有大量的木質(zhì)素、纖維素、半纖維素及少量無機(jī)硅的結(jié)構(gòu)，他們含有豐富的親水性羥基，有很好的吸附性。花生殼結(jié)構(gòu)中有34%-45%的纖維素，以及大量的羥基、羧基等，故其研究價(jià)值極高[10-12]。如對花生殼中抗自由基活性物質(zhì)進(jìn)行提取與分離，用其殘?jiān)鼘α鶅r(jià)鉻離子進(jìn)行吸附，其結(jié)果顯示在強(qiáng)酸強(qiáng)堿條件下都不利于吸附[13]；還有利用環(huán)氧氯丙烷對花生殼改性制備吸附劑，用于吸附水溶液中的Cu2+等，但這些研究大多對花生殼用化學(xué)試劑進(jìn)行了改性處理或?qū)⑵渲瞥苫钚蕴?，雖效果很好，但其程序較繁瑣，費(fèi)用較高[14]。故將天然花生直接殼用重金屬離子的研究更經(jīng)濟(jì)、簡便實(shí)用。其處理程序極其簡便，將花生殼用自來水洗凈、蒸餾水浸泡、80℃下烘干至恒重、用粉碎機(jī)打碎至所需粒徑(20-40目)，用篩子過篩后裝瓶備用即可[15]。環(huán)境污染與防治中關(guān)于本課題的研究結(jié)果表明，PH顯著影響花生殼對Cu2+的吸附，其結(jié)果顯示PH為3.00-5.00時(shí)吸附效果最好；30min即達(dá)到最大吸附量的97%左右，且證明吸附過程為自發(fā)過程。也有以花生殼對銅離子的去除率為指標(biāo)，采用單因素分析結(jié)合正交試驗(yàn)的方法優(yōu)化花生殼吸附銅離子的工藝條件的[16-18]。但目前針對此課題的研究還有待進(jìn)一步的驗(yàn)證，以期為其投入應(yīng)用提供可靠的科學(xué)依據(jù)[19]。

花生殼作為一種主要經(jīng)濟(jì)作物的副產(chǎn)物，在我國的種植面積很大，產(chǎn)量很高。目前，花生殼主要作為燃料或當(dāng)做廢渣棄去，造成自然資源的極大浪費(fèi)[20]。因此選用廉價(jià)易得、無毒無害、來源廣泛的花生殼作為吸附劑，以期為擴(kuò)大農(nóng)作物余物資源的綜合利用，實(shí)現(xiàn)以廢治廢，高效廉價(jià)的處理含銅廢水提供了一條新的思路，為探尋農(nóng)林廢棄物的資源優(yōu)化利用途徑、含銅廢水的處理方法打下基礎(chǔ)[21,22]。

綜上所述，將花生殼作為吸附劑應(yīng)用于含銅離子廢水的處理具有廣泛的開發(fā)利用價(jià)值和應(yīng)用前景。

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中圖分類號:X703

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1671-1602(2016)02-0014-01