幾種天然吸附材料的吸附性能研究

幾種天然吸附材料的吸附性能研究

在人類工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中，產(chǎn)生和排放的重金屬離子和有害物質(zhì)非常毒性，對(duì)人類生存環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。在對(duì)廢水重金屬離子的處理中,活性炭是廣泛應(yīng)用的吸附處理劑。然而,由于活性炭耗量大,以及在處理一些無機(jī)離子時(shí),需添加配位劑等因素,使其成本升高。因此,近10多年來尋求天然廉價(jià)、性能優(yōu)良的功能吸附材料,已成為世界各國(guó)在這一領(lǐng)域應(yīng)用研究的熱點(diǎn)。目前,應(yīng)用較多的天然吸附材料有:殼聚糖、天然沸石、粘土、低品位的煤,以及一些工業(yè)副產(chǎn)物如廢紙漿產(chǎn)生的木質(zhì)素、紅泥、飛塵、煤灰、金屬氧化物等,農(nóng)加工副產(chǎn)品如稻殼、椰子殼等。11.1廢水酸介質(zhì)中mckajbhaskar的研究進(jìn)展殼聚糖(chitosan),是甲殼素部分脫乙?；a(chǎn)物,甲殼素在自然界的量?jī)H次于纖維素,廣泛存在于蟹殼、蝦殼的甲殼和一些真菌類如曲霉菌、毛霉菌等的細(xì)胞壁中MckayUdaybhaskar為了提高殼聚糖在廢水酸堿介質(zhì)中的穩(wěn)定性,近年來一些研究者作了大量的工作。Guibal等用戊二醛或羧基化學(xué)修飾殼聚糖,發(fā)現(xiàn)一定程度修飾的殼聚糖,在其穩(wěn)定性提高的同時(shí),也提高了對(duì)金屬離子的選擇性吸附。1.2沸石預(yù)處理的研究天然沸石,在世界許多國(guó)家如希臘、意大利、墨西哥以及我國(guó)的許多地區(qū)都有豐富的貯存量。自然界的天然沸石,是以四面體立體結(jié)構(gòu)存在的鋁硅酸鹽,因其特殊的結(jié)構(gòu)與優(yōu)良的離子交換性能,作為高效率、低成本的吸附材料,目前已給許多國(guó)家和地區(qū)帶來了實(shí)惠。天然沸石主要有斜發(fā)沸石和菱沸石,其價(jià)格很大程度取決于自身的質(zhì)量。其中,斜發(fā)沸石在自然界中種類繁多,不少于40多種,貯量豐富。在眾多的研究中發(fā)現(xiàn),斜發(fā)沸石對(duì)重金屬離子如CdPb從以上順序可看出,斜發(fā)沸石對(duì)廢水中的PbGroffman等將沸石炭化處理,產(chǎn)生的親水與疏水表面能分別與有機(jī)廢水中的有機(jī)和無機(jī)物結(jié)合,用于含Pb許多研究者還發(fā)現(xiàn),沸石的選擇性與離子交換能力,取決于對(duì)沸石的預(yù)處理方法。目前常用的預(yù)處理方法是用NaOH溶液,清除沸石晶格中被占用的活性吸附位點(diǎn),從而提高沸石對(duì)金屬離子的交換能力。斜發(fā)沸石用NaOH預(yù)處理后,對(duì)PbOukiCabrera等應(yīng)用沸石對(duì)CuIngezakis由此可見,價(jià)格低廉的沸石,若能在工藝上克服對(duì)處理介質(zhì)的低滲透性等問題,無疑在廢水處理中,可替代價(jià)格較貴的活性炭,發(fā)揮更大的作用。1.3重金屬離子處理粘土也是一種優(yōu)良的可替代活性炭的天然吸附材料,類似于沸石,在土壤中它是一種重要的無機(jī)化合物,具有高比表面、高負(fù)電荷及高的離子交換性能。因此,若用于廢水重金屬離子的處理,效率高、效果好。自然界存在的粘土有3類:蒙脫石、高嶺石和云母。其中,蒙脫石的陽離子交換能力最高,價(jià)格僅為活性炭的1/20,現(xiàn)利用蒙脫石處理廢水中的ZnSrivastava等Singh等Khan等與沸石相比,雖因性能與離子交換能力的不同,材料本身的溶脹,導(dǎo)致吸附重金屬離子的能力不如沸石,但其豐富的天然貯量與低廉的價(jià)格,也許會(huì)彌補(bǔ)粘土在這一領(lǐng)域應(yīng)用存在的諸多不足。1.4重金屬離子吸附劑工業(yè)副產(chǎn)物如肥料業(yè)產(chǎn)生的大量Fe(OH)Namasivayam等報(bào)道用Fe(OH)Srivastava等除此以外,天然氧化物、火力發(fā)電廠的粉煤灰、木加工廠的鋸屑、制糖廠的廢渣、鋁加工廠的紅泥,農(nóng)業(yè)加工業(yè)的副產(chǎn)物如稻殼、椰子殼等,均是價(jià)廉的重金屬離子吸附劑。2活性炭吸附法盡管前述了不少成本較活性炭低廉的各種天然吸附劑,但今天商品活性炭仍被大量使用。用活性炭來吸附清除重金屬離子如