生物吸附剂及其吸附性能研究进展
四种生物吸附剂对铀的吸附性能研究
（ ．中国科学 院 广州地球化学研 究所 ，广东 广州 ５ ０４ ； １ １６ ０ ２ ．南华大学 化学化工 学院 ，湖南 衡阳 ４ １０ ；３ ２ ０ １ ．湖南中成 化工有 限公 司，湖南 株 洲 ４ ２ ０ ） １０ ５ 摘要 ： 以保护环境为 目的 ， 以寻求廉价而有效 的生物吸 附材料为 出发点 ， 究 了啤酒酵母菌 、 海海草 、 研 北 榕树叶 、 杉 树皮等 ４种 吸附剂对铀 的吸附性能 的影 响。结果表明 ： ４种吸附剂对 低浓度铀具有很好 的富集作用 ， 吸附率都在 其 ９ ％ 以上 ； ９ 每种吸附剂都存在 １ 个最适 ｐ Ｈ值 和 １ 个最佳投 放质量浓 度 ， 次对应 为 ４ ０ ． ４ ． ，． —４ ０， 依 ． ＿５０，—４ ５ ３ ５ ．
ｕ ａ ｉ ｍ ｏ ｃ ｎ ｒ ｔ ｎ，ａ ｄ ｃ ｒｅ ｐ ｎｄ ｎ ｌ ｈ ｐ ｉ ｌ Ｈ ａｕ ｓ４． ５． ｒ ｎ ｕ ｃ ｎ ｅ ｔａ ｉ ｏ ｎ ｏ ｒ ｓ ｏ ｉ ｇｙ ｔ ｅ ｏ ｔｍａ ｐ ｖ ｅ ｉ ０－ ０，４＿ ． ｌ ４ ５，３． ４ ． ５ ０，３． ０４ ． ｎ ｈ ０ ａ ｄ ｔｅ ｏ ｔ ｌｍａ ｓｃ ｎ ｅ ｔａｉ ｎ ｉ ０，１ ｐ ｉ ｓ ｏ ｃ ｎ ｒ ｔ ｓ １ ｍａ ｏ ２，８，１ ／ ｒ ｓ ｅ ｔｖ ｌ ．Ｔ ｅ ＵＯ２ ｂｏ ｏ ｔｏ ｒ ｃ ｓ ｙ ｔ ｅ ｅ ｂｏ ｏ ｂ ｎ ｓ ０ ｇ Ｌ ｅ ｐ ｃｉｅ ｙ ｈ ｉｓ ｒ ｉｎ ｐ ｅ ｓｂ ｈ ｓ ｉｓ ｒ ｅ ｔ ｐ ｏ ｉ ｌ ｔ ｈ ｒ ｕｎ ｌ ｆ ｓ ｗｅｌ ｗｉｈ ｔ ｅ Ｆ ｅ ｄｉ ｈ ａ ｄ ｔ ｅ Ｌ ｎ ｍｕ ｒ ａ ｓ ｒ ｔ ｎ ｅ ｕ ｔｏ ． Ｔ ｅｒａ ｓ ｒ ｔ ｅ ｑｕ ｎ ｉｙ ｏ ｒ ｎ ｕ ｉ ｔ ｃ ｎ ｈ ａ ｇ ｉ ｄ ｏ ｉ ｑ ａｉｎｓ ｈ ｉ ｄ ｏ ｉ ａ ｔｔ ｎ ｕ ａ ｉ ｍ ｓＳＣ ｐ ｏ ｐ ｖ ＢＬ，ＳＷ ｎ Ｃ ｒ ｍ ｒ ｏ ｌｓ ｅ ｈ ａａ ｃ ａ ｌ ｏ ｃ ｎ ｒｔｏ ｓ ｔ ａ ． ａ ｄ Ｆ ｆｏ ｍｏ ｅ ｔ ｅ ｓｗｈ ｎ ｔ ｅ ｂ ｎ ｅ ｂ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔａｉ ｎ ｉ ｈｅ ｓ ｍｅ ｌ Ｋｅ ｒ ｓ：ａ ｃ ａ ｏ ｃｓｃ ｒｖｓａ ｙ ｗｏ ｄ ｓ ｃ ｈ ｒ ｍｙ ｅ ｅ ｅ ｉｉｅ；ｓ ａ ｅ ｅ ｗｅ ｄ；ｂ ｙ ｅ ｖ ｓ ｉｒｙ ｃ ｒｅ ｎ ｎ ａ ａ ｌａ ｅ ；ｆ ｒ ｏ ｔｘ；ｕ ａ ｉ ｍ ；ｂ ｏ ｏ ｂ ｎ ｒｎｕ ｉｓｒ ｅ ｔ
生物吸附法处理重金属废水研究进展
研究成果和不足：吸附法在重金属废水处理方面取得了显著的研究成果。首 先，针对不同种类的重金属废水，研究者们发现了多种高效、稳定的吸附剂，如 活性炭、树脂和生物质材料等。其次，通过改性技术，这些吸附剂的性能得到了 显著提升，为实际应用提供了良好的基础。此外，研究者们还研究了吸附剂的再 生和循环使用问题，为降低处理成本提供了有效途径。
生物吸附法处理重金属废水研 究进展
01 摘要
目录
02 引言
03 一、生物吸附法原理
04 二、影响因素
05
三、应用现状及未来 发展趋势
06 参考内容
摘要
本次演示综述了近年来生物吸附法在处理重金属废水领域的研究进展。生物 吸附法利用微生物、植物、藻类等生物体对重金属的吸附作用，实现对废水中重 金属的有效去除。本次演示介绍了生物吸附法的原理、影响因素、应用现状及未 来发展趋势，旨在为相关领域的研究和实践提供参考。
研究现状：在吸附法处理重金属废水的研究中，主要涉及吸附剂的选取和改 性两个方面。目前，常见的吸附剂包括活性炭、树脂、生物质材料等。活性炭具 有高比表面积、发达孔结构和良好的吸附性能，是重金属废水处理中最常用的吸 附剂之一。树脂作为一种高分子聚合物材料，对重金属离子具有较强的吸附能力。 生物质材料则具有来源广泛、可再生等优点，成为研究的新方向。
二、影响因素
1、生物体种类：不同种类的生物体对重金属的吸附能力存在差异。例如， 某些微生物具有较强的吸附能力，而某些植物则对某些重金属具有较高的选择性。 因此，选择合适的生物体是提高生物吸附效果的关键。
2、重金属种类和浓度：不同种类的重金属离子对生物体的吸附能力不同。 一般来说，高浓度的重金属离子对生物体的毒性较大，可能导致生物体死亡或降 低吸附效果。因此，在实际应用中，需要根据废水中重金属的种类和浓度选择合 适的生物体和处理条件。
生物吸附剂及其应用研究进展
（． １ 江苏工业学院化工 系， 江苏 常州 ２ ３ １ ； １０６
２南京工业大学化学化工学院， ． 江苏 南京 ２ ００ ） １０ ９
摘要 ： 文针 对生物吸 附剂的研 究情况进行 了综述 ， 绍 了生物吸 附剂的种 类 、 处理 方法及 固定化 方 本 介 预
法， 分析 总结了生物吸 附剂的应 用领域 ， 并对今后 的研 究和开发提 出了建议。
分离能力的生物体及其衍生物 ， 它最早被用于水溶 液体 系中重金属等无机物的分离 ］ 。随着技术的发 展， 近来也被用于染料 、 杀虫剂等生物难 降解 和有 毒害有机物的分离与富集 。由于具有来源丰富、 成 本低廉 、 选择性 强 、 去除效率高等特点 ， 生物吸附剂 及其应用领域得到了开发和拓展。
ｓ ｃ ｓｍｏ ｅ ｕ ａ ｉｔ ｌｔ ｎ ｓ ｐ ｒ ｒ ｉａ ｕ ｄ ｅ ｔ ｃｉｎ ｍｉｒ ｗａ ｅ ｅ ｔ ｃｉ ｎ ａ ｃ ｌｒ ｔ ｄ ｓ ｌｅ ｔｅ ｔａ ｔ ｎ ｕ ｈ ａ ｌ ｃ ｌｒｄ ｓ ｌ ｉ ， ｕ ｅ ｃ ｉ ｃ ｌ ｌ ｉ ｘｒ ｔ ， ｉａ ｏ ｔ ｆ ａ ｏ ｃ ｏ ｖ ｘ ｒ ｔ ， ｃ ｅ ｅ ａｅ ｏ ｖ ｎ ｘｒ ｃ ｉ ， ａ ｏ ｏ ｕ ｔ ｓ ｕ ｄ ａ ｓｓｅ ｘｒ ｃ ｉｎ ｃ ｒ ｍａｏ ｒ ｐ ｙ ｍｅ ｒ ｎ ｅ ａ ａｉｎ ｃ ｐ Ｈ ｒ ｌ ｃ ｏ ｈ ｅ ｉ， ｓ ｉ ｎ ｎ ａ ｄ ｌ ａ ｏ ｎ ｉ ｄ ｅ ｔａ ｔ ， ｈ ｏ ｔｇ ａ ｈ ， ｒ ｓ ｔ ｏ ｍｂ ａ ｅ ｓ ｐ ｔ ， ａ ｉ ａ ｙ ｅｅ ｔ ｐ ｒ ｓｓ ｒ ｏ ｒ ｐｎ ｉｇｂ ｎ
生物吸附（ｉ ｏ ｔ ｎ 为“ ｂ ｓｒ ｉ ） 利用微生物 （ ｏ ｐｏ 活的 ， 的或 死
它们 的衍生物 ） 分离水体系中金属离子的过程”ｌ 『１ ４。 ５
啤酒酵母生物吸附剂的应用研究进展
过物理化学预处理的啤酒酵母 、改性 啤酒酵母 、化 学修饰啤酒酵母㈣等。
啤酒酵 母作 为吸 附材料 经历 了 以前 的单 一 的活
分离法 、氧化还原法等 ，但这些方法都二次污染
严 重 ，且 在 处 理 １ １０ｍｇＬ ～ ０ ・ 的重 金 属 废 水 时 处 理成本 过高 ，经 济上不合 算 。
Ｃｓ 帅 ｒ Ｐ “、 Ａｍ 、 Ｃ ３７ 、 Ｓ、 ｕ ｅ＋ ， ［ 。
基金项 目：黑龙江省普通高等学校青年学术骨干支持计划项 目 （ 黑龙江省教育厅 １５ Ｇ ０ ） １ ２ ０ ６ ；黑龙江省博士后基金资助项 目（ Ｒ 一 Ｌ Ｂ
０ Ｏ ８） Ｄ６
作者简介：盂庆娟（９ ０ ） １８ 一 ，女，黑龙江人 ，助理实验师 ，硕士， 主要从事环境生态方面的研究工作。Ｅ ｍ ｒ ｍｑｌ １ ＠ｔｍ ｃｉ — ａ ： ｊＯ ２ ０ ．ｏ ｌ ｎ 通 讯 作 者 Ｅ ｍａｌｚａｇｈｂ ｅｕ ｅ ｕｃ — ｉ ｈｎｙ ｒ＠ｎａ ．ｄ． ｎ ：
表１ 总结 了啤酒酵母在不 同的条件下吸附不同
离 子 的吸附 容量对 比。 由于试 验条件 的不 同 ，很 难 Nhomakorabea １ 期 Ｏ
盂 庆娟 等 ：啤酒酵母 生物吸附剂的应用研究进展
通过相关 的试验数据 比较得到啤酒酵母吸附容量 的 大小㈣，表 １ 仅做定性 比较。
表 １ 啤酒酵母在不同条件下吸附不同离子的吸附容量对比
有人尝试利用琼脂等材料对啤酒酵母细胞进行固定 化 ，但是相对于前两者来说 ，效果不是很理想。
１ 啤酒酵母用 于生物 吸附的形式
用于生物 吸附的啤酒酵母 的形式多种 多样 ， 有活性 啤酒酵母和非 活性 啤酒酵母 固定化 啤酒
收 稿 日期 ： ２０ — ３ １ ０ ７０—２
吸附分离技术的应用与发展研究
吸附分离技术的应用与发展研究随着化工、生物工程、制药等行业的不断发展，对于分离纯化技术的需求也越来越高。
在这种情况下，吸附分离技术逐渐受到人们的关注。
本文将探讨吸附分离技术的应用和发展研究。
一. 吸附分离技术的定义吸附分离是一种将固体或液体分离物质从混合物中移除的技术，利用了吸附剂（比如选择性树脂、多孔材料等）对混合物中某些成分的吸附性能，使它们分离出来。
与蒸馏、萃取等分离技术相比，吸附分离技术具有高效、低成本、易操作和可持续性等优点。
二. 吸附分离技术的应用吸附分离技术已经在多个领域得到应用，下面将对其中几个常见的领域做简要介绍。
1. 生物制药吸附分离技术可以用于生物制药中的蛋白质分离和纯化。
由于蛋白质的稳定性和活性对于生物制药的质量至关重要，吸附剂的选择应该是具有特异性且不会对蛋白质造成损伤的。
例如，蛋白A亲和树脂可以用于人源性IgG的分离，钙离子亲和树脂则可以用于酪蛋白激酶的纯化。
2. 污水处理污水中有很多有害物质如重金属离子、有机物以及微生物等，污水处理的目的就是将这些物质从污水中去除。
吸附分离技术可以利用吸附剂吸附目标物质，例如以改性粘土为基质的吸附剂可以用于去除重金属离子，而活性炭则可以用于吸附有机物。
3. 食品加工吸附分离技术可以用于食品加工中去除污染物、调味品或者用于分离颜色分子。
例如，合成聚苯乙烯微球可以用于食品中铬离子的去除；木质素树脂则可以用于咖啡因的去除。
三. 吸附分离技术的发展研究随着技术的不断进步和吸附分离技术的应用领域不断扩展，吸附剂选择、吸附机理以及吸附过程优化等方面的研究也变得越来越重要。
1. 吸附剂的选择选择正确的吸附剂是实现高效分离的关键因素。
随着化学合成和材料科学的快速发展，新型吸附剂的不断涌现和吸附性能的不断提高，为吸附分离技术的应用提供了更多的选择。
2. 吸附机理吸附机理研究的目的是深入了解吸附剂选择的原理，并发掘新的吸附机理。
例如，分子动力学方法可以用于揭示吸附剂-物质分子间的相互作用，以及吸附过程的动力学。
吸附法去除水中六价铬的研究进展
本次演示旨在探讨玉米秸秆的改性及其对六价铬离子吸附性能的影响。近年 来，随着环境污染问题的日益严重，寻找高效、环保的污染治理材料已成为研究 热点。玉米秸秆作为一种丰富的生物资源，具有很好的应用前景。本次演示将介 绍玉米秸秆的改性方法及其对六价铬离子吸附性能的影响，为环境保护和污染治 理提供新的思路。
三、研究进展
近年来，研究人员针对皮革中六价铬的测定方法进行了大量研究。在样品处 理技术方面，研究者们探索了各种样品预处理方法，如超声波辅助萃取、加速溶 剂萃取、微波辅助萃取等，以提高样品的提取效率和测定准确性。在测定方法与 标准方面，分光光度法、电化学法、色谱法、原子吸收光谱法等都有应用报道， 但各方法之间的准确性和重复性存在差异。
综上所述，玉米秸秆的改性及其对六价铬离子吸附性能的研究具有重要的理 论和实践意义。通过改性处理，可以提高玉米秸秆对六价铬离子的吸附能力，从 而有效治理环境污染。然而，仍需进一步研究以完善改性条件和评估其在实际环 境中的应用效果。
一、引言
随着工业和农业的快速发展，水体中重金属离子污染的问题日益严重。这些 重金属离子，如铅、汞、镉等，对环境和人类健康构成严重威胁。因此，开发有 效的重金属离子去除技术成为当前研究的热点。海藻酸钠基吸附材料由于其独特 的物理化学性质，如高吸附容量、快速吸附等，在水体重金属离子去除领域具有 广阔的应用前景。本次演示将综述海藻酸钠基吸附材料去除水中重金属离子的最 新研究进展。
最后，在实际应用中，如何实现高效、环保的六价铬去除仍需考虑许多实际 问题。例如，如何实现大批量生产高品质的吸附剂；如何在保证去除效果的同时 降低运行成本；如何合理规划设计水处理流程等问题都需要在实际应用中进行深 入研究和探讨。
总结：
本次演示介绍了吸附法去除水中六价铬的基本原理和影响因素，并展望了未 来的研究方向。尽管该领域已经取得了一定的进展，但仍有许多问题需要进一步 研究和探讨。希望通过不断的研究和实践探索，进一步推动该领域的发展并提高 实际应用中的处理效果和效率。
蘑菇生物吸附重金属的研究现状和发展趋势
的 传质速 度不 能满 足内表 面物理 、化学吸 附 吸 附时间是影响 重金属吸附的 重要 因素 ， 与生 物积 累的 反应潜 能而 产生 了内扩 散阻 力 适 当的增加 处理时 间可有效 去除 重金 属。 菌 的缘 故。吸 附剂的粒 径在 ｌ ３ ｔ 之间较为 ｍｍ 丝体生物 吸附是一个快速 平衡的过程 ， 一般 只 合 适 。 需要 ３ ｒｉ ０ ｎ左右 。不 同振 荡吸附时 间对吸 附 ａ 生物 吸附剂的预处 理也影响吸附效 果 ， 预 效 率的 影 响 不 明 显。 处 理 的 主 要 方法 有 酸 碱 处 理 、 热 处 理 、碎 吸附液 ｐ Ｈ值是影响吸附的关键 因素 。众 裂 、无 机盐 活化 等 ， 主 要 目的是 使 吸附剂 其 多研究表 明 ， 在适宜的 ｐ ４～６ 范围内 ， Ｈ（ ） 吸附 表 面去 质子 化 、活化 吸 附位 点 ， 善 吸附剂 改 量随 ｐ Ｈ值 升高 而增大 ， 但金属吸附量与 ｐ Ｈ值 化学性能 。吴涓等｜１ 究表明 ， 】 人研 经过 Ｎ Ｏ ａＨ 之 间并不 呈简单的线性 关系 ； 溶液 ｐ 值影 响 溶液处 理的 白腐真 菌其 吸附 能力 明显高 于用 Ｈ 细胞表面金 属吸附点和金 属离子 的化学状 态 ， 盐 酸溶 液 、乙醇 溶液 、热处 理和未 处理 的 白 当 Ｐ Ｈ 值 过 低 时 ，溶 液 中 大量 水 合 氢 离子 腐 真菌 ， ａ 当Ｎ ＯＨ溶液浓 度为 ０１１ Ｌ ．ｎｌ 时吸附 ／ （ 会与重金属 离子竞争吸附活性位 点 ， ＨＯ ） 并 量 最 大 ， ２ ６ ｍｇ 为 ３． ６ ／ｇ。 ｔ 使菌体细胞 壁质子化 ， 增加细胞表面 的静 电斥 １ ３ 吸 附原 料类型 ． 力； ｐ 当 Ｈ值超过 金属离子微沉淀上限时 ， 重金 蘑菇 作为 吸附 材料 的部分 主要 是子 实体 属离子 会形成氧化物沉淀 ， 吸附不能进行下去 。 和 菌丝 体 。 目前 国 内 关 于这 方 面 的 研 究 极 张丹和高建伟 等在用毛木耳 菌丝体生物吸附 少。张丹 和高建伟 曾研究 了毛木 耳菌丝体 Ｃｕ 时发现 ， 较适 的 ｐＨ值 范围为 ４～６。 和 子实体对 Ｃ Ｉ ｂ ｕ ｆ Ｐ 的生物吸附 ， 进行 了 ｌ 并 在一定范 围内 ， 属离子浓度与吸 附剂用 热 力 、 金 学 动力学 等机理方面的研究 。 响亮等 潘 量 的比值 （ ｏ Ｍ） Ｃ ／ 越大 ， 单位 吸附剂 的吸附量 用 经海藻 酸钙凝 胶固定 化的平 菇子 实体对 越 大。 Ｃ ／ 值 的选取 要兼顾 重金属的有 效 Ｐ 进行生物 吸附研究 ， Ｌ ｎ ｍｕｒ ｏＭ ｂ 用 ａ ｇ ｉ 吸附等 去 除与吸附剂的 充分利 用 ， 当提高 Ｃ ／ 值 温线 模型校正平衡 吸附 数据 ， 适 ｏＭ 探讨其对 Ｐｂ ２生 有 利于 吸附 剂的有 效利用 Ｉ 】 。 物 吸附的动力学 ， 出整 个吸附过程存在 多种 得 温 度不 同对 吸附量的影响也 不同 ， 主要通 吸附机 制 。 ａ Ｇｌ ｅ等 研 究了 ｌ 种蘑菇对 Ｃ ？ ８ ｕ 过 影响 生物 吸附剂 的生理 代谢 活动 ， 基团吸 生 物吸 附 ， 出毛木耳 吸附 能力最 强的结 论。 得
生物炭吸附重金属离子的研究进展
生物炭吸附重金属离子的研究进展一、本文概述随着工业化和城市化的快速发展，重金属污染问题日益严重，对人类健康和生态环境构成了严重威胁。
重金属离子具有生物毒性、持久性和难以降解等特点，其在水体、土壤和大气中的累积会对生态系统产生长期的负面影响。
因此，开发高效的重金属离子去除技术成为了当前环境保护领域的研究热点。
生物炭作为一种新兴的吸附材料，因其独特的物理化学性质，如高比表面积、丰富的官能团和良好的生物相容性等，在重金属离子吸附领域展现出了巨大的应用潜力。
本文旨在对生物炭吸附重金属离子的研究进展进行综述，以期为相关领域的研究提供有益的参考和启示。
本文首先介绍了重金属离子污染的现状及危害，阐述了生物炭的来源、制备方法和表征手段。
随后，重点综述了生物炭吸附重金属离子的机理、影响因素和吸附性能评价方法。
本文还讨论了生物炭在实际应用中的优缺点及改进策略，并展望了生物炭在重金属离子吸附领域的未来发展方向。
通过对相关文献的梳理和评价，本文旨在为相关领域的研究者提供全面的信息参考，推动生物炭在重金属离子吸附领域的应用和发展。
二、生物炭的制备与表征生物炭的制备是吸附重金属离子应用中的关键步骤，其过程涉及生物质原料的选择、热解条件的优化以及炭化产物的后处理。
常用的生物质原料包括农林废弃物、水生生物以及城市有机废弃物等，这些原料具有来源广泛、可再生、环境友好等特点。
热解条件如温度、气氛和升温速率等，对生物炭的理化性质如比表面积、孔结构、表面官能团等具有显著影响。
生物炭的表征是评估其吸附性能的基础。
常用的表征手段包括扫描电子显微镜（SEM）观察其表面形貌，透射电子显微镜（TEM）分析其内部结构，比表面积和孔径分布测定仪（BET）测定其比表面积和孔结构，以及傅里叶变换红外光谱（FTIR）和射线光电子能谱（PS）分析其表面官能团和化学元素组成。
这些表征手段有助于深入了解生物炭的结构和性质，从而指导其在实际应用中的优化。
近年来，随着制备技术的不断创新和表征手段的日益完善，生物炭的制备与表征研究取得了显著进展。
吸附剂及其作用机理研究与探讨
吸附剂及其作用机理研究与探讨吸附剂是指一类可以吸附其他物质的材料，常用于处理废水、废气和固体表面的污染物去除等领域。
吸附剂的作用机理包括物理吸附和化学吸附两种。
物理吸附是指吸附剂表面对目标物质的吸附力来自于物理力，如静电力、范德华力、氢键等。
物理吸附主要适用于表面积较大的吸附剂，如活性炭。
其特点是吸附反应速度较快，吸附容量较大，但吸附后往往需要进行再生，工艺相对较复杂。
化学吸附是指吸附剂表面对目标物质的吸附力来自于化学键形成，如物质之间的化学反应。
化学吸附主要适用于特定的吸附剂，如活性氧化铁。
其特点是吸附强度较大，吸附效果稳定，但吸附反应速度相对较慢，往往需要较长的接触时间。
吸附剂的研究与探讨主要从以下几个方面展开：1.吸附剂的种类和性能：吸附剂种类繁多，根据吸附剂的化学成分和形态特点，可以分为活性炭、分子筛、树脂、活性氧化铁等。
每种吸附剂的吸附性能和适用范围不同，需要针对具体的污染物选择合适的吸附剂。
2.吸附剂的表面性质：吸附剂的表面特性直接影响其吸附能力和吸附速度。
表面性质主要包括表面活性位点、孔结构、比表面积、孔隙度等。
研究吸附剂的表面性质，可以指导吸附剂的合成和改性，提高吸附性能。
3.吸附剂的制备与改性：制备和改性是提高吸附剂性能的关键环节。
制备方法包括物理法、化学法、生物法等多种途径，根据不同的需求和目标选择合适的方法。
改性方法包括物理改性、化学改性和生物改性等，通过改变吸附剂的表面结构和性质，提高其吸附性能。
4.吸附机理的研究：吸附机理的研究有助于了解吸附剂与目标物质之间的相互作用和反应过程。
通过实验和理论模拟，可以揭示吸附剂的吸附机制，为吸附过程的优化和改进提供理论指导。
5.吸附剂的应用研究：吸附剂广泛应用于废水处理、废气处理、固体废物处理等方面。
吸附剂的应用研究主要包括吸附动力学、吸附热力学等方面。
通过对吸附过程的研究，可以优化吸附工艺，提高吸附效率和经济性。
总之，吸附剂及其作用机理的研究与探讨具有重要的理论和应用价值。
各类吸附剂的机理及其研究进展
各类吸附剂的机理及其研究进展吸附剂是一种在固体表面起到吸附物质的化学或物理作用的物质。
吸附剂广泛应用于水处理、环境保护、化学工业等领域，并且其性能的提升对于解决相关问题具有重要意义。
各类吸附剂根据机理的不同可分为物理吸附剂和化学吸附剂。
物理吸附剂的主要机理是基于物理吸附原理，即通过降低系统自由能来吸附物质。
物理吸附剂的吸附性能主要受孔隙结构和表面性质的影响。
常见的物理吸附剂包括活性炭、硅胶和分子筛等。
活性炭是一种常见的物理吸附剂，其吸附机理是通过孔隙结构和表面活性来吸附物质。
活性炭具有大量的孔隙，能够提供大的比表面积，通过物理上的吸附和解吸来去除目标物质。
活性炭具有广泛的应用领域，如水处理和空气净化等。
硅胶是一种有机无机复合材料，具有稳定的结构和大的比表面积。
硅胶的吸附机理是通过静电作用、表面活性和空间效应来吸附目标物质。
硅胶广泛应用于水处理、柴油脱硫等领域。
分子筛是一种具有规则孔道结构的多孔材料，其吸附机理是通过孔隙结构和分子之间的作用力来吸附目标物质。
分子筛通常具有选择性吸附的特点，通过调整孔径和化学组成可以实现对不同物质的选择性吸附。
分子筛广泛应用于气体分离、催化和吸附等领域。
化学吸附剂的主要机理是通过化学反应来吸附物质。
化学吸附剂通常具有活性位点，能够与目标物质发生化学反应，形成化学键或物理键。
常见的化学吸附剂包括离子交换树脂、金属有机框架材料等。
离子交换树脂是一种树脂材料，其表面含有大量的活性基团，能够与目标物质中的离子发生离子交换反应。
离子交换树脂广泛应用于水处理、离子分离等领域。
金属有机框架材料是一种由金属离子和有机配体组成的多孔材料，其具有高度可调性和选择性吸附的特点。
金属有机框架材料的吸附机理是通过与目标分子之间的化学作用来实现吸附。
金属有机框架材料在气体吸附、分离和储存等方面具有重要的应用价值。
近年来，吸附剂的研究进展主要集中在提高吸附性能和探索新型吸附材料。
通过改变吸附剂的孔隙结构、表面性质和化学组成，可以实现吸附性能的提升。
《2024年吸附法处理重金属废水的研究现状及进展》范文
《吸附法处理重金属废水的研究现状及进展》篇一一、引言随着工业化的快速发展，重金属废水排放量不断增加，对环境和人类健康造成了严重威胁。
重金属废水处理技术的研究显得尤为重要。
其中，吸附法因其操作简便、成本低廉、效率高等优点，成为处理重金属废水的重要方法之一。
本文将就吸附法处理重金属废水的现状及进展进行综述。
二、吸附法处理重金属废水的原理及特点吸附法处理重金属废水的原理主要是利用吸附剂的特殊性质，通过物理或化学作用将废水中的重金属离子吸附在其表面或内部，从而达到去除重金属的目的。
吸附法具有操作简便、成本低廉、效率高、无二次污染等优点。
三、吸附法处理重金属废水的研究现状1. 吸附剂种类及研究进展目前，吸附剂种类繁多，主要包括活性炭、生物吸附剂、矿物吸附剂、合成吸附剂等。
其中，活性炭因其比表面积大、吸附能力强、再生性好等优点被广泛应用。
生物吸附剂如真菌、细菌等生物体及其衍生物，具有高效、低成本的优点。
此外，各种合成吸附剂也在不断研发中。
2. 吸附过程研究吸附过程受多种因素影响，如吸附剂种类、吸附剂用量、废水pH值、温度、接触时间等。
针对这些因素，学者们进行了大量研究，为优化吸附过程提供了理论依据。
3. 吸附机理研究吸附机理是吸附法处理重金属废水的关键。
学者们通过实验和理论分析，揭示了不同吸附剂的吸附机理，为进一步优化吸附剂性能提供了指导。
四、吸附法处理重金属废水的进展1. 新型吸附剂的开发与应用随着科技的进步，新型吸附剂不断涌现。
如纳米材料、磁性吸附剂等在重金属废水处理中表现出良好的应用前景。
这些新型吸附剂具有高效率、易分离、可重复利用等优点。
2. 吸附过程的优化与改进针对吸附过程的影响因素，学者们不断优化和改进吸附过程。
如通过调节废水pH值、控制温度、延长接触时间等方式提高吸附效率。
此外，结合其他技术如催化氧化、电化学等，进一步提高吸附效果。
3. 实际应用与推广吸附法处理重金属废水已在许多工业领域得到应用，如电镀、冶金、化工等行业。
吸附剂及其研究现状
待于进一步研究，但由于其具有操作方便且效率高，能耗低，处理
对象所受局限性较小，若处理工艺完善，可避免二次污染等优点， 是一种发展潜力较大的方法。
• 中科院山西煤化所在活性炭上担载金属制备出双功能吸附--催化剂，使得所
吸附的有机物在较低温度下便能被氧化分解，且氧化速率显著加快。活性炭 吸附--原位催化芳香化合物不仅使有机物的去除耗能较少，而且还可以有效 的减少活性炭在高温时的烧蚀和异地氧化时频繁装卸造成的损耗，有望在该 领域成为一种经济有效的再生散在水介质中，在较温和的条件下就具有较高的反应性能，可以用比
较简单的方法将其改性和转化；淀粉还极易被酸或酶部分或全部水解成低聚 糖或单糖，这些水解产物又可进一步衍生成更多的有机化合物。 而且淀粉资 源丰富、 价格低廉，因此世界各国都十分重视对淀粉的研究、开发和利用。 淀粉衍生物在水处理中的应用主要是作为重金属离子、CrO42-以及酚类物质的 吸附剂，此外还可作为染料废液处理剂。
4 、改性纤维素类吸附剂
•
纤维素是地球上最丰富的、可以恢复的天然资源， 具有价廉、 可降解并对环境不产生污染等优点，纤维 素的化学改性研究大致可归结为三个主要方向： （1）利用一般酯化和醚化的方法； （2）利用有机化学改性的方法； （3）利用接枝共聚的方法。 目前改性纤维素类吸附剂主要用于去除水体中的 Cu2+、Mn2+、 Co2+、 Fe3+、 Pb2+、 Hg2+、 Cd2+等重金属 离子以及印染废液中的直接染料、酸性染料等阴离子型染料，并均取得很好地处理效果，而且容易脱附再 生。 但是，纤维素吸附剂多为粉状或微粒状，孔结构不理想，限制了其使用。而球形纤维素吸附剂不仅具有疏 松和亲水性网络结构的基体，可以控制孔度、粒度，并具有比表面积大、通透性好和水力学性能好等优点， 易于处理并适合柱上操作，已引起了国内外很多科研工作者的兴趣。
生物科技-生物吸附剂及其吸附性能研究进展 精品
生物吸附剂及其吸附性能研究进展黄娜（华南师范大学化学与环境学院环境科学专业，广州 510006）摘要:用微生物体来吸附水中的重金属是一项新兴的废水生物处理技术。
藻类、细菌、真菌等是生物吸附剂的来源,它们对多种重金属都有较好的吸附去除效果。
文章从细胞壁的结构特性概述了藻类、细菌、真菌等对重金属吸附的机理,介绍了它们的吸附性能。
关键词:微生物生物吸附剂重金属废水处理现代工业的发展会产生大量含重金属废水,重金属进入生态环境后,不像有机物那样能被降解,而是通过食物链进一步富集,对环境和人体健康造成危害,如震惊世界的水俣病、骨痛病事件。
人们处理废水中的重金属一般采用物理化学方法(沉淀、离子交换、吸附、电解、膜分离、氧化还原等),当水中的重金属浓度较低时,不仅去除率不高,还存在运行费用高的问题[1]。
目前新兴的去除技术———生物吸附技术,愈来愈受到人们的关注。
生物吸附是利用生物体及其衍生物来吸附水中重金属的过程。
重金属离子对生物体有很强的毒害作用,超过一定的浓度就会抑制生物生长或使生物体死亡,有的微生物如某些藻类、细菌、真菌,本身或是经过驯化以后对重金属有一定的耐受性,能够除去水中的重金属离子。
与传统的处理方法相比,生物吸附具有以下优点[2]:(1)在低浓度下,金属可以被选择性的去除;(2)节能、处理效率高;(3)操作时的ｐＨ值和温度条件范围宽;(4)易于分离回收重金属;(5)吸附剂易再生利用。
1 藻类生物吸附剂1.1来源。
全球已知的藻类约4万种,在自然界中分布甚广,绝大多数为水生或生长在阴暗的岩石、墙角、树杆和土壤等表面,是最容易观察到的一种微生物,常常用来指示水体、生态系统及营养条件的变化。
研究发现,藻类细胞具有吸附重金属的能力。
因此,可选择吸附性能良好的藻类作为吸附剂的生产原料,如海藻,其数量大,容易收集,有一些地方还可人工培养,尤其在沿海地区,来源十分丰富。
1.2细胞壁结构特性。
当微生物体暴露在金属溶液中时,金属离子直接接触的是细胞壁,微生物细胞壁的化学组成和结构决定着金属与它的相互作用特性。
生物炭吸附法处理氨氮废水的研究进展
生物炭吸附法处理氨氮废水的研究进展摘要：随着工业的不断发展，氨氮废水的排放成为制约水生态环境和人类健康的主要因素之一。
生物炭作为一种新型的吸附剂，具有比表面积大、孔隙率高、吸附能力强、吸附速度快等特点，能够高效吸附废水中的氨氮，是一种很有前景的氨氮废水处理技术。
关键词：生物炭吸附法；氨氮废水；研究进展引言：氨氮是指在废水中游离氨的浓度，主要包括铵、磷、硫和氟等。
氨氮废水不仅会对水体产生严重污染，而且对人类健康也会造成危害。
目前，人们已经认识到了氨氮废水对人体的危害性，但对于其去除方法仍然存在很大的研究空间。
传统的吸附方法多为物理吸附和化学吸附，但这些方法存在一些缺陷，如吸附剂的选择、工艺参数的优化和再生利用等问题。
因此，寻找一种高效、绿色、经济的吸附方法成为目前研究的热点。
1生物炭的制备方法生物炭的制备方法主要包括热解炭化法、热解浸渍法、化学活化法和生物炭浸提液法制备。
热解炭化法是通过热解装置将原料加热至一定温度，使其内部的有机物发生热解，最终形成生物炭的一种方法。
生物炭浸提液法制备方法是在热解炭化法的基础上将原料中的有机物质提取出来，然后再通过一定的方法和设备对生物炭进行活化，最终得到具有一定吸附能力的生物炭。
例如，胡海兵等人采用热解炭化法在400℃下制备了花生壳生物炭，研究表明该生物炭对氨氮具有很好的吸附能力；苏永锋等人采用酸碱溶液对花生壳进行处理，最终制备了生物炭吸附剂。
这些制备方法均能将生物质内部结构发生改变，最终得到具有一定吸附能力的生物炭。
相比于其他两种制备方法，化学活化法制备的生物炭具有较高的比表面积和吸附量。
2生物炭对氨氮的吸附机理生物炭对氨氮的吸附是一个复杂的化学和物理过程。
生物炭对氨氮的吸附主要通过以下两种机理实现：（1）化学吸附：由于生物炭表面富含各种活性基团，其对氨氮的吸附主要是通过化学吸附来实现的。
由于氨氮具有很强的离子键和共价键，且生物炭表面富含大量官能团，因此生物炭具有很强的化学吸附能力，能对水中的氨氮进行高效吸附。
吸附剂的制备及其改性技术研究进展
大 的 比表 面 积（ ０ — ３ ０ ｍ ／ ）吸 附 性 能 良好 。 ５０ ０２ ， ０ ｇ 】
２１１ 共聚体 的合成及 氯 甲基化反 应 将一定量 的苯 乙烯 、 ．． 二 乙烯 苯 与不 同组 成 的致 孔剂 一 起按 常规 方法 进 行悬 浮
率 －ｐ 曲 线 及 ｐ ５ 低ｐ 方 向 偏 移 ， 中 用００ｍ ｌ Ｈ Ｈ向 Ｈ 其 ． ｏＬ ３ ／
ＫＭｎ 液改性所 得颗粒 活性 炭 的吸 附能力最 强。 Ｏ溶
后， 对喜树碱和喜果苷的吸附量及吸附选择性显著增大 ，
如季铵 盐树脂（ ｓ 对２ Ｒ ６） 种生 物碱 的分 离 因子 高达 ｌ４ １。
安徽农 学通报 ，Ａｎ ｕ ｒ． ｃ． ｕ１ ０ ，７１ ） ｈ ｉ ｉＳｉＢ ｌ２ １ １ （６ Ａｇ ． ｌ
１９ ８
吸 附剂 的制备 及其 改性 技术研 究进 展
蓝 静 刘敬 勇 黄曼 雯 蔡 华梅 裴 嫒媛 王靖 宇
（ 广东工 业大学环 境科学与工 程学 院， 广东广＇ ５ ０ ０ ） １ ０ ６） Ｈ
炭吸附Ｈ ｓ 的性能 。
剂、 物料等… 。
２ 吸附树脂
吸附树 脂是 以一 类 以吸附 为特 点 ， 对有 机物 具有 浓缩
和分离作用 的多孔性 高分子 聚合 物 。
２１ 树 脂 的 合 成 ．
１ 活性炭
活性 炭是 用烟 煤 、 褐煤 、 果壳或 木 屑等原 料 经炭 化 、 活
赵 梅青 、 子川 『 马 ４ 考 察 到 在 回流 状 态 下用 Ｋ ｎ 等人 ＭＯ
水污染治理中的新型吸附剂研发与评价
水污染治理中的新型吸附剂研发与评价一、引言水污染是当前全球面临的重要环境问题之一。
随着工业化和城市化的快速发展，水资源的污染与破坏引起了广泛关注。
为了净化水体，吸附剂作为一种重要的水处理工艺方法，被广泛运用于水污染治理。
然而，传统吸附剂在一些特殊的污染物处理中存在吸附效率低、再生难等问题。
因此，开发新型吸附剂是当前水污染治理研究的热点之一。
二、新型吸附剂的研发1. 碳基吸附剂碳基吸附剂是一类性能出色的新型吸附剂，在水污染治理中具有广泛的应用前景。
例如，活性炭具有大比表面积和良好的孔隙结构，可以高效吸附有机物和重金属离子。
同时，石墨烯作为碳基材料的新兴代表，其独特的二维结构和优异的化学性质，使其成为一种潜在的高效吸附剂材料。
2. 磁性吸附剂磁性吸附剂是近年来兴起的一种新型吸附材料。
通过将磁性材料与吸附剂相结合，可以实现对污染物的高效吸附和磁分离。
例如，磁性纳米颗粒具有较大的比表面积和较高的饱和磁化强度，可作为可控释放与快速回收的吸附剂。
3. 生物吸附剂生物吸附剂是一种利用微生物、植物和动物等生物体吸附污染物的新型材料。
它具有环境友好、可再生的特点，广泛应用于处理含重金属离子和染料等有机物的废水。
例如，利用微生物附着于多孔载体上构建微生物菌膜吸附剂，可实现高效、稳定的生物吸附。
三、新型吸附剂的评价1. 吸附性能评价吸附性能评价是新型吸附剂研发的关键环节。
通过测定吸附剂的吸附容量、吸附速率和吸附等温线等指标，可以评估其对污染物的吸附效果。
同时，还可以通过批吸附实验和动态吸附实验等方法，模拟实际环境中的吸附过程，进一步评价吸附剂的性能。
2. 吸附机理研究吸附机理研究是深入理解新型吸附剂工作原理的关键。
通过利用表面分析技术和计算模拟方法，可以揭示吸附剂与污染物之间的相互作用机制。
例如，利用X射线光电子能谱（XPS）和透射电子显微镜（TEM）等表征手段，可以观察到吸附剂表面的化学键和物理结构变化，推测吸附机理。
《2024年基于玉米秸秆芯生物炭吸附剂的制备及性能研究》范文
《基于玉米秸秆芯生物炭吸附剂的制备及性能研究》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，环境污染问题日益严重，其中水体污染尤为突出。
因此，寻找高效、环保的水处理材料显得尤为重要。
生物炭作为一种新型的吸附材料，因其具有多孔结构、比表面积大、成本低等优点，近年来受到了广泛关注。
本研究以玉米秸秆芯为原料，制备生物炭吸附剂，并对其性能进行研究。
二、材料与方法1. 材料本研究所用原料为玉米秸秆芯。
在收集到的秸秆芯中，去除杂质后进行干燥处理。
2. 生物炭吸附剂的制备（1）将干燥后的玉米秸秆芯粉碎，过筛得到合适粒径的粉末；（2）将粉末置于管式炉中，在氮气保护下进行热解，得到生物炭；（3）对生物炭进行活化处理，提高其比表面积和吸附性能。
3. 性能测试采用批处理法对制备的生物炭吸附剂进行性能测试，包括对其吸附容量、吸附速率、重复利用性等方面的研究。
三、结果与分析1. 生物炭的制备及表征通过扫描电子显微镜（SEM）观察生物炭的形貌，发现其具有多孔结构，比表面积大。
通过X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析，证明生物炭中含有丰富的含氧官能团，有利于提高其吸附性能。
2. 吸附性能研究（1）吸附容量实验结果表明，制备的生物炭吸附剂对水中的有机污染物具有良好的吸附效果。
在相同条件下，生物炭的吸附容量高于其他常见吸附剂。
（2）吸附速率生物炭的吸附速率较快，能在较短的时间内达到吸附平衡。
这得益于其多孔结构和较大的比表面积。
（3）重复利用性经过多次吸附-解吸循环后，生物炭的吸附性能仍能保持较高水平。
这表明生物炭具有良好的重复利用性。
四、讨论本研究以玉米秸秆芯为原料制备生物炭吸附剂，通过对其性能的研究发现，该生物炭具有良好的吸附容量、较快的吸附速率和较高的重复利用性。
这得益于其多孔结构、较大的比表面积以及丰富的含氧官能团。
此外，玉米秸秆芯作为一种农业废弃物，利用其制备生物炭吸附剂不仅实现了废物的资源化利用，还为水处理领域提供了一种高效、环保的吸附材料。
吸附剂材料的制备及应用研究
吸附剂材料的制备及应用研究吸附剂是一种能够将某些物质从混合气体或液体中分离出来的材料。
它们在环境保护、化学制品生产和工业生产过程中都有着广泛的应用。
在各种吸附剂中，固体吸附剂具有很强的吸附能力，成为超稳定平衡、分子筛、活性炭、多孔材料等常见的固体吸附剂。
本文将讨论吸附剂材料的制备及其在工业应用中的研究现状。
一. 吸附剂材料的制备方法目前广泛应用的吸附剂材料主要包括超稳定平衡、分子筛、活性炭、多孔材料等。
下面介绍各种材料的制备方法。
1. 超稳定平衡(STE)超稳定平衡是一种能够高效分离气体和液体的吸附剂。
它由多种物质组成，可以根据需求调整其中每种物质的比例和分子结构。
它的制备方法一般包括溶液溶胶法、氧化钙法、水热法、共沉淀法等。
2. 分子筛分子筛是一种在空气中吸附小分子的微孔材料。
它的制备是制备无机多孔固体的一种方法，这些材料的孔径通常在0.2~1纳米之间。
分子筛的制备方法一般包括气相热解法、溶胶法、水热合成法、骨架修饰法等。
3. 活性炭活性炭是由无定型碳制成，具有大的表面积、高的孔隙度、特殊的吸附性能。
它可以用各种原料制备，如木材、煤、生物质等。
主要的制备方法包括热解法、活泥法、胶质法、物理活化法等。
4. 多孔材料多孔材料是一种应用广泛的吸附材料，其孔径通常在2~50纳米之间。
它的制备方法多样，包括物理泡沫法、多相反应法、软模板法、聚合物模板法等。
二. 吸附剂材料的应用吸附剂材料广泛应用于环境保护、化学制品生产和工业生产过程中。
以下是吸附剂材料在不同领域的应用。
1. 环境保护领域吸附剂能够去除空气中的有害气体和水中的有害物质，因此在环境保护领域有着广泛的应用。
例如，活性炭能够去除水中的有机物，分子筛可以去除空气中的甲醛等有害物质，超稳定平衡可以用于处理化工废水和煤矸石。
2. 化学制品生产领域吸附剂在化学制品生产领域中发挥着重要作用。
例如，分子筛被广泛应用于分离合成气和分离商品的烷烃和烯烃，超稳定平衡则广泛用于分离乙烯、乙烯酮等产品。
《基于玉米秸秆芯生物炭吸附剂的制备及性能研究》范文
《基于玉米秸秆芯生物炭吸附剂的制备及性能研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展和人类生活水平的提高，环境污染问题日益严重，尤其是水体污染和土壤污染。
其中，有机污染物的去除和治理成为环保领域的重要课题。
生物炭作为一种新型的吸附材料，因其具有较高的比表面积、良好的孔隙结构和较强的吸附能力，被广泛应用于有机污染物的去除。
本文以玉米秸秆芯为原料，制备生物炭吸附剂，并对其性能进行研究，以期为有机污染物的治理提供新的思路和方法。
二、材料与方法1. 材料玉米秸秆芯、氢氧化钾（KOH）、盐酸等。
2. 生物炭吸附剂的制备（1）预处理：将玉米秸秆芯粉碎、清洗、烘干。
（2）炭化：将预处理后的玉米秸秆芯在管式炉中炭化，控制温度和时间。
（3）活化：将炭化后的样品与KOH混合，再次进行炭化，以扩大孔隙结构。
（4）洗涤与干燥：用盐酸洗涤活化后的样品，去除残留的KOH，然后烘干。
3. 性能测试采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、比表面积及孔隙度分析仪等手段，对生物炭吸附剂的形貌、结构和性能进行表征。
同时，以有机污染物（如染料、农药等）为对象，测试生物炭吸附剂的吸附性能。
三、结果与分析1. 生物炭吸附剂的形貌与结构通过SEM观察，制备的生物炭吸附剂具有发达的孔隙结构和较好的颗粒形态。
XRD分析表明，生物炭吸附剂主要成分为无定形碳，含有少量的结晶碳。
比表面积及孔隙度分析显示，生物炭吸附剂具有较高的比表面积和丰富的孔隙结构，有利于提高其吸附性能。
2. 生物炭吸附剂的吸附性能以染料、农药等有机污染物为对象，测试生物炭吸附剂的吸附性能。
结果表明，生物炭吸附剂对有机污染物具有较好的吸附效果，且吸附速率快、容量大。
此外，生物炭吸附剂具有良好的再生性能，经过多次循环使用后，仍能保持较高的吸附性能。
3. 影响因素分析（1）温度和时间：炭化温度和时间是影响生物炭吸附剂性能的重要因素。
适当提高炭化温度和延长时间，有利于扩大孔隙结构，提高比表面积，从而增强吸附性能。
《2024年基于玉米秸秆芯生物炭吸附剂的制备及性能研究》范文
《基于玉米秸秆芯生物炭吸附剂的制备及性能研究》篇一一、引言随着环境污染问题的日益严重，开发高效、环保的吸附材料成为了环境治理的当务之急。
近年来，生物炭作为一种新型的吸附剂，因其具有较大的比表面积、良好的孔隙结构和较高的吸附能力，受到了广泛关注。
本文以玉米秸秆芯为原料，通过热解法制备生物炭吸附剂，并对其性能进行研究，旨在为生物炭在环境治理中的应用提供理论依据和实践指导。
二、材料与方法1. 材料来源实验所使用的玉米秸秆芯来源于当地农田。
经过清洗、干燥、破碎等预处理后，用于制备生物炭吸附剂。
2. 制备方法（1）预处理：将玉米秸秆芯进行清洗、破碎和干燥，得到一定粒度的原料。
（2）热解：将预处理后的原料置于管式炉中，在无氧条件下进行热解，控制热解温度和时间，得到生物炭。
（3）活化：将生物炭进行活化处理，以提高其比表面积和孔隙结构。
（4）制备完成：将活化后的生物炭进行洗涤、干燥、研磨，得到玉米秸秆芯生物炭吸附剂。
3. 性能测试采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、比表面积及孔径分析等方法，对制备的生物炭吸附剂进行表征；通过吸附实验，测定其吸附性能。
三、结果与分析1. 生物炭的表征结果通过SEM观察，制备的生物炭具有发达的孔隙结构和较大的比表面积。
XRD分析表明，生物炭主要成分为无定形碳。
比表面积及孔径分析结果显示，生物炭具有较高的比表面积和适宜的孔径分布。
2. 生物炭的吸附性能（1）吸附动力学研究：通过动力学实验，发现生物炭对某些污染物的吸附过程符合准二级动力学模型，表明生物炭具有较快的吸附速率和较高的吸附能力。
（2）吸附等温线研究：在不同温度下，测定生物炭对污染物的吸附量，得到吸附等温线。
结果表明，生物炭具有较高的吸附容量，且随温度升高，吸附量有所增加。
（3）影响因素分析：考察了pH值、离子强度、共存物质等因素对生物炭吸附性能的影响。
结果表明，生物炭在不同条件下均表现出较好的吸附性能，具有一定的抗干扰能力。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
生物吸附剂及其吸附性能研究进展黄娜（华南师范大学化学与环境学院环境科学专业，广州 510006）摘要:用微生物体来吸附水中的重金属是一项新兴的废水生物处理技术。
藻类、细菌、真菌等是生物吸附剂的来源,它们对多种重金属都有较好的吸附去除效果。
文章从细胞壁的结构特性概述了藻类、细菌、真菌等对重金属吸附的机理,介绍了它们的吸附性能。
关键词:微生物生物吸附剂重金属废水处理现代工业的发展会产生大量含重金属废水,重金属进入生态环境后,不像有机物那样能被降解,而是通过食物链进一步富集,对环境和人体健康造成危害,如震惊世界的水俣病、骨痛病事件。
人们处理废水中的重金属一般采用物理化学方法(沉淀、离子交换、吸附、电解、膜分离、氧化还原等),当水中的重金属浓度较低时,不仅去除率不高,还存在运行费用高的问题[1]。
目前新兴的去除技术———生物吸附技术,愈来愈受到人们的关注。
生物吸附是利用生物体及其衍生物来吸附水中重金属的过程。
重金属离子对生物体有很强的毒害作用,超过一定的浓度就会抑制生物生长或使生物体死亡,有的微生物如某些藻类、细菌、真菌,本身或是经过驯化以后对重金属有一定的耐受性,能够除去水中的重金属离子。
与传统的处理方法相比,生物吸附具有以下优点[2]:(1)在低浓度下,金属可以被选择性的去除;(2)节能、处理效率高;(3)操作时的ｐＨ值和温度条件范围宽;(4)易于分离回收重金属;(5)吸附剂易再生利用。
1 藻类生物吸附剂1.1来源。
全球已知的藻类约4万种,在自然界中分布甚广,绝大多数为水生或生长在阴暗的岩石、墙角、树杆和土壤等表面,是最容易观察到的一种微生物,常常用来指示水体、生态系统及营养条件的变化。
研究发现,藻类细胞具有吸附重金属的能力。
因此,可选择吸附性能良好的藻类作为吸附剂的生产原料,如海藻,其数量大,容易收集,有一些地方还可人工培养,尤其在沿海地区,来源十分丰富。
1.2细胞壁结构特性。
当微生物体暴露在金属溶液中时,金属离子直接接触的是细胞壁,微生物细胞壁的化学组成和结构决定着金属与它的相互作用特性。
藻类的细胞壁在多数情况下是由纤维素的微纤丝形成的网状结构构成,含有丰富的多糖,如果胶(含有少量己糖、鼠李糖的多聚半孔糖醛酸的高聚物)、木糖、甘露糖、藻酸或地衣酸。
多糖带负电,可以通过静电引力与许多金属离子相结合。
其中的海藻酸盐与硫酸多糖是吸附的主要载体[3]。
1.3藻类对重金属的吸附。
藻类对大多数重金属有很强的吸附能力。
如斜生栅藻对ＵＯ22+吸附是一个快速而不需要能量的过程,最大吸附容量达75ｍｇ/ｇ干物质,能够使铀浓度从5.0ｍｇ/Ｌ降至0.05ｍｇ/Ｌ, ＵＯ22+与Ｃｕ2+、Ｎｉ2+、Ｚｎ2+、Ｃｄ2+之间的竞争也很小[4],在吸附锌时,它的吸附容量、对锌毒性的耐受能力比另外一种栅藻高[5]。
绿微藻在悬浮状态下,活细胞对Cr的最大吸附量为12.67ｍｇ/ｇ干物质,干细胞为13.12ｍｇ/ｇ干物质[6]。
海草能积累Ｃｄ和Ｃｕ[7];马尾藻类海草废生物体能够去除100%Ｃｄ2+和99.4%的Ｚｎ2+[8]。
一些大型海藻,它们的吸附容量比其它种类生物体高得多,甚至比活性炭、天然沸石的吸附容量还高,与离子交换树脂相当[9,10]。
2真菌生物吸附剂2.1来源。
真菌在自然界中分布很广,土壤、水、空气和动植物中均有它们的存在。
现已记载的真菌约有12万种,包括单细胞的酵母菌、小型霉菌和产生子实体的大型真菌,它们中的大多数都应用于工业生产。
如生产抗生素的一些青霉菌属、链霉菌属菌株;生产脂肪酶、柠檬酸、酱油等所产生的各种曲霉废弃菌丝体;进行类固醇转化的黑根霉;而酵母则是工业上最重要、应用最广泛的一类微生物。
这些废弃菌体在多数情况下都被当作废弃物掩埋或焚烧。
试验研究表明,它们对重金属有潜在的吸附能力,利用它们来吸附去除污水中的重金属,可以节约处理费用,达到以废治废的目的。
2.2细胞壁结构特性。
类似于藻类,真菌的细胞壁只是在结构上类似于植物的细胞壁,但在生物化学有区别。
虽然纤维素存在于某些真菌中,但许多真菌的细胞壁不含纤维素。
几丁质是许多真菌细胞壁的结构物质,它存在于微纤丝束内,类似于纤维素。
其它的葡聚糖,如甘露聚糖、半乳聚糖和氨基葡萄糖可替代几丁质存在于某些真菌的细胞壁中,真菌的细胞壁通常含80%～90%的多糖。
在重金属的吸附过程中,起主要作用的是几丁质和葡聚糖[11-13]。
2.3真菌对重金属的吸附。
尽管真菌都具有较强的吸附重金属的能力,但不同的真菌其吸附能力也不同。
来自于酿酒厂的废菌体啤酒酵母,它可以吸附多种重金属离子和放射性核素,而且水中的一些常见的离子K+、Na+、Ca+、Mg2+及盐度对吸附的影响很小或不影响[14,22]。
曲霉属的一些真菌菌株,对多种重金属和放射性核素的吸附效果也很好。
如酱油曲霉对Pb2+和Cd2+的吸附率分别为69.76%和72.28%,米曲霉为60.64%、81.34%[13],无花果曲霉对铅的吸附率可达92.44%[23];无花果曲霉能够很快地从水溶液中去除U(IV),最大吸附容量423mgU/g生物干重,Fe2+等的存在对铀的吸附去除无影响[24]。
在脂肪酶生产期间产生的废弃菌丝体显示出了良好的铜吸附容量(160～180mg/g干生物量),并且不受竞争离子的影响[25]。
根霉属的菌株对大多数的金属也有良好的吸附效果。
根霉进行固定化后,对Cd的最大吸附量为34.5mg/g,为非固定化的一倍[18]。
少根根酶不仅对铅有很高的吸附容量,而且还是一种很有前途的处理核工业的放射性废水的吸附剂[28-30]。
医药工业废弃菌体产生的黄青霉菌、龟裂链霉菌对铅也有很好的回收作用[32,33]。
其它的一些真菌,如白腐真菌对铅的吸附量最大可达108.4mg/g[34],吸附率可达95%左右[34,35]。
3细菌生物吸附剂3.1 来源。
细菌是地球上最丰富的微生物,地球上的总生物量约为1018ｇ,细菌占了其中的大部分。
它像真菌一样,也广泛的应用于工业生产中,如我们现在所使用的抗生素,除少部分来自于真菌外,大多来自于细菌;还有一些酶类的生产,如洗衣粉中的酶,大多是嗜碱细菌,主要是芽孢杆菌属的菌株;在维生素、氨基酸、醋的生产中,也要不可避免地使用细菌。
而用来吸附去除重金属的细菌菌株,大多是从矿坑水、矿土、矿区土壤或富含重金属的污水中分离出来的对重金属有耐受性的细菌菌株和工业生产中的废菌体。
3.2 细胞壁结构特性。
细菌细胞壁中有一坚硬的层,主要用于支撑细胞壁,其化学组成为肽聚糖。
肽聚糖的基本结构是一薄片层,由两种糖的衍生物即N—乙酰葡萄糖胺和N—乙酰胞壁酸以及一组氨基酸,即L—丙氨酸、D—丙氨酸、D—谷氨酸及赖氨酸或二氨基庚二酸等组成。
在革兰氏阳性菌中,细胞壁90%由肽聚糖组成。
另一组分为磷壁酸。
磷壁酸是一种酸性多糖,它包含所有的含有磷酸甘油或核糖醇磷酸盐残基的、膜或夹膜多聚体,使整个细胞表面带负电荷,而且影响着离子穿过细胞壁的途径。
在革兰氏阴性菌中,肽聚糖占细胞壁的10%,在肽聚糖外则由另一层壁物质脂多糖组成。
脂多糖是脂类和多糖紧密相连在外层而形成的特异的脂双层结构,一般由核心多糖和Ｏ—侧链多糖两部分组成。
细菌与重金属的吸附作用位点是细胞壁上的羧基和氨基或结构蛋白上的N,P,O等原子[36-40]。
3.3 细菌对重金属的吸附。
芽孢杆菌属的菌株都有强大的吸附金属的能力[41]。
用地衣芽孢杆菌吸附Pb2+时,45min吸附量可达224.8mg/g[39]。
多粘牙孢杆菌对铜有潜在的吸附能力,吸附量可达62.72mg/g[36,37]。
苏云金杆菌不仅可用作生物农药,而且对多种金属具有抗性,并且还是生物吸附的表现型[42]。
现在,用死芽孢杆菌制成了商业用途的球状的生物吸附剂AMT—BIO CLA IM,并已获得了专利。
假单孢杆菌菌属菌株对重金属也显示出了较好的吸附能力。
恶臭假单孢菌能抵抗Cu2+的毒性,并对Cu2+有较好的吸附能力[40,44];胞外高聚物产生菌GX4—1的发酵液经乙醇沉淀后,即得吸附剂WJ—Ｉ,该吸附剂含多糖和蛋白质等成分[15],能吸附水溶液中的Cr(Ⅵ),吸附率最大可达98%,最大吸附量达9.34mg/g[45];嗜硝酸盐假单孢菌能吸附钴离子,并且能抵抗一价离子的干扰[46]。
蓝细菌是一群种类繁多、分布广泛的光能营养菌。
过去由藻类学家对它们进行研究、分类,通常称为蓝(绿)藻。
但由于它们的原核特征,在1996年出版的《细菌名称》中,已将“藻”字改为“蓝细菌”。
螺旋蓝细菌属、念珠蓝细菌属和鱼腥蓝细菌属中的一些菌株对重金属有良好的吸附能力。
盘状螺旋蓝细菌能很快的从金—硫脲溶液中去除金,并不受ｐＨ值的影响[47];最大螺旋蓝细菌吸附镉时,最大吸附量可达43.63mgCd/g活细胞和37.00mgCd/g干细胞[48]。
利用念珠蓝细菌已经制成一种供商业用途的生物吸附剂AlgaSORBs可吸附多种金属[49]。
用碱提取的极生蓝细菌能够从Cd溶液中吸收超过90%的Cd离子,所吸附的金属可占生物体干重的18%。
用满江红鱼腥藻来吸附低浓度铀时,可迅速的使废水中的铀从5.5mg/L降至0.05mg/L.其它的细菌,如藤黄微球菌、紫红小单孢菌、伊纽小单孢菌也能够快速地吸附水中的金属[31,36]。
4 结语生物体是一个方便、廉价能吸附水中重金属的吸附剂的来源,生物吸附法是一种很有发展前途的处理水中的重金属的方法。
工业化的重金属吸附剂需满足三个方面的要求:(1)能够快速有效的进行吸附解吸操作,具有较好的重金属选择吸附特性;(2)成本低廉,再生性能良好;(3)具有较理想的物理、化学和机械性能(包括粒径、空隙度、耐冲击性等),适合于填充各种类型的反应器。
目前人们已经筛选出的重金属具有吸附潜力的生物体基本上能够满足前两个要求,而要满足第三个要求,则还要开展更多的关于生物吸附剂固定化技术的研究,使它能够像离子交换树脂和活性炭那样方便地应用于实际的处理过程中。
5参考文献wR.ChangC.Biosorption of lead,copper and cadmium by biomass pseudomonas aeruginosa PU21[J]. Water Research, 1997.31(7):1651-16582陈勇生、孙启俊.重金属的生物吸附技术研究〔Ｊ〕.环境科学进展,1997.5(6)∶34～433李志勇、郭祀远、李琳.多糖在藻类富集微量元素中的作用机理〔Ｊ〕.生命的化学,1998.18(1)∶17～194Zhang X Z Luo S G Yang Q et al. Accumulation of uranium at low concentration by the green alga Scenedesmus obliquus 34 [J]. Journal of Applisd phycology ,1997.9∶65～715Omar H H. Adsorption of zinc ions by Scenedemus obliquus and S. quadricauda and its effect on growth and metabolism[J]. Biologia Plantarum,2002.45(2)∶261～2666Antonio C.A. da Costa, Francisca P. de Franca. The behavior of the microalgae Tetraselis chuii in cadmium-contaminated solutions[J]. Aquaculture lnternational,1998.6∶57～667 Schiewer S. Modelling complexation and electrostatic attraction in heavy metalbiosorption by Sargassum biomass[J]. jourmal of Applied Phycology ,1999.11∶79～878Esteves A J P Valdman E Leite S G F Repeated removal of cadmium and zine from and industrial effluent by waste biomass Sargassum sp[J]. Biotechnology Letters,2000.22∶499～5029Matheickal J T Yu Q Cu(II) binding by marine alga Ecklonia radirta biomaterial Env Tech ,1997.18∶25～3410尹平河、赵玲、YU Qrming等.海藻生物吸附水中铅、铅、和镉的研究〔Ｊ〕.海洋环境科学,2000.19(3)∶11～1511Tsezos M V olesky B The mechanism of uranium biosorption by Rhizopus arrhizus.Biotechnol ,1982.24∶385～40112汤岳琴、牛慧、林军等.产黄青霉菌对铅的吸附机理研究———参与铅生物吸附的化学物质及功能团的确定〔Ｊ〕.四川大学学报(工程科学版),2001.33(3)∶50～5413黄民生、施华丽、郑乐平.曲霉对水中重金属的吸附去除〔Ｊ〕.上海环境科学,2002.21(2)∶89～9214韩润平、蒋海涛.酵母菌对Cr(Ⅵ)的生物吸附作用〔Ｊ〕.环境保护科学,2001.27(104)∶28～3315韩润平、石杰、鲍改玲.酵母菌对铅离子的生物吸附研究〔Ｊ〕.河南科学,2000.18(1)∶52～5516Riordan C Bustard M Putt R Removal of uranium from solution using residual brewery yeast : combined biosorption and precioitation [J]. Biotechnology Letters,1997.19(4)∶385～38717Szilva J Patza M Dostalek Petal.The Application of a Sol-Gel Technique to Preparation of a Heavy Metal Biosorbent from Yeast Cells[J]. Journal of Sol-Gel Science and Technology ,1998.13∶289～29418Aloysius R Karim M I A Ar A B et al .the mechanis of cadmium removal from aqueous solution by nonmetabolizing free and immobilized live biomass of Rhizopus oligosporus. World Journal of Microbiology & Biotechnology ,1999.15∶571～57819Maristella A Dias Heizir F Castro Newton C M Gomes et al. Removal of heavy metals from stainless steel sffluents by waste biomass from Brazilian alcoholic beverage production. World jounal of Microbiology & Biotechnology ,2000.16∶107～10820Vianna L NL Andrade M C Jacques R N Screening of waste biomass fro Saccharomyces cerevisiae,Aspergillus oryzae and Bacillus lentus fermentations for removal of Cu, Zn and Cd by biosorption. World Journal of Microbiology & Biotechnology ,2000.16∶437～44021Kedari C S Das S K Ghosh S Biosortpion of long lived radionuclides using immobilized cells of Saccharomyces cerecvisiae. World Journal of Microbiology & Biotechnology,2001.17∶789～79322Liu N Luo S Z Biosorption of americium-241 by Saccharomyces cerecisiae.Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry ,2002.252(1)∶187～19123董新娇、潘瑞通、林宣兴.无花果曲霉对铅的吸附研究〔Ｊ〕.四川环境,2002.21(1)∶12～1524Kuber C Bhainsa Stanaislaus F D Souza. Biosorption of uranium(VI) by Aspergillus fumigatus. Biorechnology Techniques ,1999.13∶695～69925Ruchi G Saxena R K, Rani G Fermentation waste of Aspergillus terreus: a potential copper biosortion. World Journal of Microbiology & Biotechnology ,2002.18∶397～40126Ari A B Mel M Hasna M A. The kinetics and mechanism of lead(II) biosorption by powderized Rhizopus oligosporus. World Journal of Microbiology & Biotechnology,1999.15∶291～29827Dhami P S Kannan R Biosorption of radionuclides by Rhizopus arrhizus.Biotechnology Letters ,1998:20(3)∶225～22828Dhami P S Kannan R Biosorption of a mericium using biomasses of various Rhizopus species. Biotechnology Letters,2002.24∶885～88929Adela K Aleksander P Comparison of Rhizopus nigicans in a pelleted growth from with some other types of waste microbial biomass as biosorbents for metalions. World Journal of Microbiology & Biotechnology, 2001 . 17 : 677-685 30徐容、汤岳琴.王建华等.固定化产黄青霉废菌体吸附铅与脱附平衡〔Ｊ〕.环境科学,1998.19(4)∶72～7531胡罡、张利、童明容等.龟裂链霉菌对废水中Ｐｂ2+的吸附作用〔Ｊ〕.南开大学学报(自然科学),2000.33(2)∶29～3132吴涓、李清彪.白腐真菌吸附铅的研究.微生物学报〔Ｊ〕.1999.39(1)∶87～9035 33吴涓、李清彪.黄孢原毛平革菌吸附铅离子机理的研究〔Ｊ〕.环境科学学报,2001.21(3)∶291～29534Ligy P Leela I Venkobachar C Site of Copper on Bacillus polymyxa. Water, Air and Soil Pollution,2000.119∶11～2135Akira N Masahide Y Hidekatsu Yetal. Copper biosorption by chemically treated Mcrococcus luteus cells. Workd Journal of Microbiology & Biotechnology,2001.7∶343～34736刘月英、傅锦坤、李仁忠等.细菌吸附Pb离子的研究〔J〕.微生物学报,2000.20(5)∶535～53937王磊、范立梅、周琪等.不同生长期的Pseudomonas putida5-X细胞对工业废水中Ｃｕ2+的吸附〔J〕.环境科学学报,2001.21(2)∶208～21238黄淑惠.细菌固定金属的作用机制〔J〕.微生物学通报,1992.19(3)∶171～17342 39El-Helos E R Sabry S A Amer R M Cadmium biosorption by a cadmium resistant strain of Bacillus thuringiensis : regulation and optimization of cell surface affinity for metalcations. Bio Metals ,2000.13∶273～28040张小枝、罗上庚、杨群等.满江红鱼腥藻吸附低浓度铀的研究〔Ｊ〕.核化学与放射化学,1998.20(2)∶114～11841Asuncion L Nuria L Suasana Metal. Nickel biosorption by free and immobilized cells of Pseudomonas fluorescens 4F39:A comparative study. Water, Air and Soil pollution, 2002.135:157-17242张小枝、罗上庚、杨群等.满江红鱼腥藻吸附低浓度铀的研究〔Ｊ〕.核化学与放射化学,1998.20(2)∶114～11843Hafez M B Jbrahim M K Biosorptio of some ions on different bacterial species from aqueous and radioactive waste solutions. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry ,2002.252(1)∶179～18544Wong P K So C M Copper accumulation by a strain of Pseudomonas putida .Micobios,1993.73∶113～12145王竟、陶颖、周集体等.细菌胞外高聚物对水中六价铬的生物吸附特性〔Ｊ〕.水处理技术,2001.27(3)∶145～14746Ginisty P Guezennec J Biosorption of cobalt by Pseudomonas halodenitrificans:influence of cell wall treatment by alkali and alkaline-earth metals and ion-exchange mechanisms. Biotechnology Letters ,1998.20(11)∶1035～103947Savvaidis L Recovery of gold from thiourea solutions using microorganisms. Bio Metal ,1998.11∶145～15148Augusto da Costa A C, Francisca P de Franca. Cadmium uptake by Spirulina maxima:toxicity and nechanism. World journal of Microbiology & Biotechnology,1998.14∶579～58149Prasad B B Pandey U C Separation and preconcentration of copper and cadmiumions from multi elemental solutions using Nostoc muscorum-based biosorbents. World Journal of Microbiology & Biotechnology,2000.16∶819～827。