双金属氧化物吸附分离富营养水体中氨基酸的实验研究

　　简介
　　在学校组织的“保护水资源——青少年科学调查体验活动”中，我们发现：随着食品、药品、酿造等工业的发展，其排放的废水中含有过量的氨基酸，是导致长沙市年嘉湖发生蓝藻水华的主要原因之一(无锡太湖、武汉东湖的情况与此类似)。经走访湖南省环保局，我们了解到目前对于含有氨基酸的富营养水体处理方法主要有膜分离法、生物法、资源化法等。通过资料检索进而了解到，利用活性炭、硅胶、氧化铝、二氧化钛、沸石等作吸附剂，吸附水体中富营养因子的尝试已见诸研究报道。但是由于多种因素的影响，这些方法可能在不同程度上存在一些应用操作问题，均难以投入实施。
　　通过生物和化学等课程的学习，我们了解到，双金属化合物在水中具有水合效应，凝聚吸附水中的悬浮物，而氨基酸在水溶液中是以两性有机离子态的物质存在。据此，我们提出了一种用双金属氧化物(LDO)吸附分离富营养水体中氨基酸的新方法。实验结果表明，LDO对氨基酸的吸附能效高，且Mg/Fe、Mg/Al、Zn/Al型等不同LDO对不同氨基酸的吸附具有选择性。其吸附机理可能是LDO在水溶液中能重构LDH结构，可与氯基酸形成配合物。这种方法可操作性强、无二次污染、可再生利用，对治理修复过量氨基酸废水污染湖泊水系，具有良好潜在的实用前景。
　　实验方案设计
　　吸附剂．吸附质．影响因素的选择与预设
　　◇依据环保且低成本、易生产的要求，加上不同的吸附剂与不同的氨基酸之间可能存在相互配合的问题，我们选择了天然材料Mg/Al型、合成材料Mg/Fe型、Zn/Al型等LDH作为制备LDO的前体材料，试图从中寻找一种或几种对氨基酸吸附能效较高的吸附剂，并探究其与氨基酸作用的相互关系和吸附机理。
　　◇由于氨基酸的种类很多，我们选择有一定代表性的氨基酸(如谷氯酸、甘氨酸、蛋氨酸、赖氨酸等)作为吸附质。
　　◇根据氨基酸和双金属氧化物的理化特性与相关工厂的实际情况，假设其吸附处理能效可能与溶液的pH值、初始浓度C、体积V、温度T以及吸附时量t、吸附剂用量m等因素相关。把它们列为本研究的探讨因素，分别进行对比实验、单因素实验，试图从实验数据中发现某些规律或控制条件。
　　制备双金属氧化物制备双金属氧化物的步骤如下：
　　◇配制双金属盐溶液A；
　　◇配制碱溶液B，
　　◇用共沉法合成