活化玉米芯对水中Cd2+的吸附研究

姜依含+李薇

摘 要：研究了以活化玉米芯为吸附剂对水中的Cd2+的吸附效率，考察了投加量、初始浓度、PH值、吸附时间等对吸附效率的影响。结果表明：玉米芯吸附Cd2+最佳条件为投加量为0.5g、初始浓度为10mg/L、PH值为6～7、时间为3h；最大吸附率达到97%以上。以活化玉米芯作为吸附剂处理含Cd2+废水是可行的。

关键词：玉米芯；重金属；吸附；原子吸收分光光度法；废水

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.202

重金属是指密度大于4.5g/cm3、相对原子质量大于55的金属，通常是指对环境危害较大的汞、镉、铬、铅等几种元素。重金属废水的处理有离子交换法、化学沉淀法、电化学等多种方法，但这些方法在浓度低于100mg/L 时，处理效率较低，成本很高[1]。生物吸附法利用廉价的生物材料对重金属进行吸附，尤其适宜低浓度的重金属废水的处理[2]。试验以玉米芯为吸附材料对水中Cd2+进行了吸附研究。

1 实验部分

1.1 玉米芯活化处理

玉米芯经粉碎过筛后，用质量分数为1%的稀硝酸、1%的硫代乙醇酸和2.5%的乙二胺四乙酸钠盐各浸泡24 h，固液比均为1：5，然后过滤一去离子水冲洗一烘干一备用[3]。

1.2 仪器与试剂

86801型号PH计；HZQ-C型双层空气恒温振荡器；乙炔钢瓶；WM-2H型无油气体压缩机；3510型原子吸收分光光度计；Zn、Cd空心阴极灯；硝酸、盐酸、3CdSO4.8H2O等药品试剂均为分析纯。

1.3 静态吸附试验

用移液管取100mL模拟废水，转入250 mI 碘量瓶中；通过吸附时间、初始浓度、吸附剂投加量、pH值等条件，将碘量瓶置于振荡器中，室温下振荡、吸附一定时间，取其滤清液用原子吸收分光光度仪测定残存的Cd2+的浓度。

Cd2+标准曲线：取6支100mL容量瓶，依次加入0；0.5；1；1.5；2；2.5mL储备液（200mg/L），定容，用原子吸收分光光度计测定其的吸光度，绘出标准曲线。y=18.511x-0.0391；R2=0.991。

2 結果与讨论

2.1 玉米芯的投入量对Cd2+吸附率的影响

试验测定结果见表1。

初始浓度20mg/L，pH为6～7之间，振荡4小后过滤测定。从表1可见，随着投入量的增加，玉米芯吸附Cd2+的效率逐渐提高；当玉米芯投入量为0.5g的时候玉米芯对Cd2+的吸附率达到97%，接近吸附平衡。当玉米芯投入量大于0.5g的时候玉米芯对Cd2+的吸附效率基本不变。玉米芯投入量在0.5-0.7g之间，玉米芯对Cd2+的吸附效果最佳。

2.2 初始浓度对玉米芯吸附Cd2+的效率的影响

PH为6～7，活化玉米芯0.5g，振荡吸附4h测定。从表1可见，随着Cd2+初始浓度的升高，玉米芯对Cd2+吸附率呈降低趋势。当Cd2+初始浓度为10 mg/L时玉米芯对Cd2+的吸附达到97.3%；而当Cd2+初始浓度为60 mg/L时玉米芯对Cd2+的吸附降低为93.5%，吸附率仍然较高；这说明玉米芯对金属离子的初始浓度吸附效率范围比较广。

2.3 pH值对玉米芯吸附Cd2+的影响

活化玉米芯0.5g，初始浓度为10mg/L，振荡吸附4h后测定。从表1可见，随着PH值的增加，玉米芯吸附Cd2+的效率也有一定的提高，在PH值为6的吸附效果最佳；然后随着PH值升高吸附率趋于下降。可见溶液酸碱性都不利用吸附过程，均会导致吸附效果下降。

2.4 吸附时间对玉米芯吸附Cd2+效率的影响

活化玉米芯0.5g，初始浓度10mg/L，在PH值6-7之间。从表1可见，随着吸附时间的升高，玉米芯对Cd2+吸附率呈现先升高后降低趋势，但升降比较平缓。吸附时间为30min时玉米芯对Cd2+的吸附达到75.2%，吸附时间为3小时玉米芯对镉离子的吸附率达到了97.1%，之后随着时间增加吸附率有所下降；这说明吸附随时间增加逐渐达到平衡后再增加吸附时间会发生解析现象，因此3h为最佳吸附时间。

3 结论

对镉离子的吸附在投入量在0.5g时吸附基本上平衡，镉离子初始浓度为10mg/L最佳吸附效率可以达到97.3%。吸附镉离子的最佳PH值范围在6-7。最佳吸附时间为3h。

活化玉米芯作为含镉废水的吸附剂，具有储量大，来源丰富，价廉易得：稳定性高，对Cd2+的去除效果明显。因此在该领域开展研究及应用具有广阔前景，对环境治理也具有重大的意义[4]。

参考文献：

[1]李晓森，卢滇楠，刘铮.采用废弃农林生物质吸附和回收重金属研究进展[J].化工进展，2012（31）：915-919.

[2]袁基刚，刘娟，任益平.生物吸附剂在废水处理中的应用[J].内江科技，2010（12）：312-315.

[3]揭诗琪，乔丽媛，李明明等.改性生物质材料对Cr（VI）fl-3吸附性能[J].中国有色金属学报，2015（25）：1362-1368.

[4]李仕友，邝应林，谢水波等.改性膨润土对废水中染料的吸附[J].工业水处理，2012，32（08）：5-8.

作者简介：姜依含（2000-），女，满族，辽宁抚顺人，学生。endprint