金属离子吸附课题汇报

重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的 相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器 官中富集，如果超过人体所能耐受的限度，会造成人 体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等，对人体会造 成很大的危害
重金属离子的去除方法
1
重金属污染及危害
——重金属污染的来源 ——重金属污染的危害、结果
3
重金属离子的去除——以 铜离子为例
• 由于酸和碱的共同作用， 高岭土颗粒中的Al、Si 等被其它基团置换出来增大了比表面积
——检验改性高岭土的溶液中是 否含有Si盐、Al盐的存在
• 由于引入可以和铜离子结合的基团，增大了化学 吸附的作用，从而使得改性高岭土吸附能力增加
——X射线衍射分析
Part 3 实验的总结以及后续工作
1.关于实验步骤的确定 ①在了解实验的基础上，参照他人的实验步骤，大致确定实验所需的基本步骤； ②根据自己实验的实际情况，对实验的具体步骤进行一定程度上的修改； ③在确定实验步骤后，找出可能影响实验结果的参数，尝试去改变参数，观测实 验结果的变化； ④在出现实验结果和理论结果差距较大的情况下，尝试寻找结果异常的原因。
2 3
重金属离子的去除方法
——化学、生物方法去除 ——吸附法去除
重金属离子的去除——以 铜离子为例
——实验开始的准备工作
——实验时新想法的加入
——实验后的总结及后续工作
重金属污染及危害
矿山开采
电镀废水
金属冶炼加工
化工废水的排放
重金属污染及危害
土地污染、植物中重金属富集、 鱼类哺乳类动物死亡等
重金属污染及危害
微波+硫酸
微波+氢氧化钠
Part 2 实验时新想法的加入
86
微波+硫酸+氢氧化钠
85.5
吸附率
微波+氢氧化钠+硫酸
85 84.5
+
84.232
85.508 4~7min
高岭土
完成改性
84
83.5
微波+硫酸+氢氧化钠
微波+氢氧化钠+硫酸
Part 2 实验时新想法的加入
——由于时间条件和经济条件限制未能完成的工作
向受污染的水体中投 加石灰、NaOH、Na2S等物 质，引起水体PH升高，从 而使金属离子形成沉淀而 被除去。
给受重金属污染的水 体两端加上直流电场，利 用电场迁移力将重金属迁 移出水体。
重金属离子的去除方法
生物方法
植物修复法
利用特定植物实施污 染环境治理的技术统称， 通过植物对重金属元素或 有机物质的特殊富集和降 解能力来去除环境中的污 染物，或消除污染物的毒 性
——实验开始的准备工作
——实验时新想法的加入
——实验后的总结及后续工作
重金属离子的去除方法
化学方法
混凝沉淀法 电动力学修复技术 离子还原法和交换法
离子还原法是利用一些容 易得到的还原剂将水体中的重 金属还原，形成无污染或污染 程度较轻的化合物。 离子交换法是利用重金属 离子交换剂与污染水体中的重 金属物质发生交换作用，从水 体中把重金属交换出来。
硫酸（AR） 氢氧化钠（AR）
烧杯若干
100ml、250 ml、500ml容量瓶若干 100 ml比色管若干 5 ml石英比色皿 移液管 玻璃棒
氨水（AR）
二乙基二硫代氨基甲酸钠三水（AR） 五水合硫酸铜（AR）
Part 1 实验开始的准备工作
原理
在pH=7的条件下，Cu2+与二乙基二硫代氨基甲酸钠溶液以1:2的比例混合， 反应生成黄色络合物
其化学组成为Al4[Si4O10]•(OH)8, 晶体属三斜晶系的层状结构硅 酸盐矿物。
重金属污染及危害
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重金属污染及危害
——重金属污染的来源 ——重金属污染的危害、结果
重金属离子的去除方法
——化学、生物方法去除 ——吸附法去除
Part 1 实验开始的准备工作
Part 1 实验开始的准备工作
改性高岭土对水中铜离子的吸附
市政工程环境工程领域
重金属污染及危害
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重金属污染及危害
——重金属污染的来源 ——重金属污染的危害、结果
重金属离子的去除方法
——化学、生物方法去除 ——吸附法去除
重金属离子的去除——以 铜离子为例
——实验开始的准备工作
——实验时新想法的加入
——实验后的总结及后续工作
理论方法
——将改性高岭土和硫酸铜溶液在磁力搅拌机中搅拌90分钟
到现在也没想出来什么好办法
Part 2 实验时新想法的加入
考虑到加速这一反应于是有了微波的加入
83 82.334
微波+硫酸 微波+氢氧化钠
吸附率%
82
+
81 80
高岭土
4~7min
完成改性
79.102
79 78 77
为安全起见并未用盐酸、硝酸和氨水进行实验
重金属离子的去除方法
吸附法
—— 主要是通过吸附材料的高比表面积的蓬松结构或者特殊功 能基因对水中重金属离子进行物理吸附或者化学吸附，目 前所采用的吸附材料主要有活性炭、矿物材料、活性污泥、 蟹壳等。
高岭土
多无光泽，质纯时颜白细腻， 如含杂质时可带有灰、黄、褐 等色。外观依成因不同可呈松 散的土块状及致密状态岩块状
硫酸浓度
改变药剂浓度
60
70
80
90
改变反应时间 改变微波功率
这里的药剂均为2mol/L
…………
Part 2 实验时新想法的加入
• 对高岭土的改性时间较长——约40~60分钟
理论方法
——将高岭土和药剂在恒温水浴锅中加热40~60分钟 感觉好像可 以有快捷的 办法
• 高岭土和硫酸铜溶液一起搅拌时间较长——约90分钟
通过参考文献大致确定 了被改性高岭土吸附后，溶 液中铜离子的含量 0.1 mmol/L、0.2 mmol/L、 0.3 mmol/L、0.4 mmol/L的 CuSO4溶液
Part 2 实验时新想法的加入
100 90 80 70 65.484 78.25 80.031 82.281 83.09
吸附率%
引入基团
羧基、氨基官能团 （化学吸附）
Part 1 实验开始的准备工作
酸
碱
对高岭土进 行改性
改变 各种 条件 后
和配置的硫 酸铜溶液混 合搅拌
微波
得到吸附率 测出搅拌后的 Cu2+的浓度
Part 1 实验开始的准备工作
仪器
微波炉 硝酸（AR）
药品
电热恒温干燥箱
紫外分光光度计 磁力搅拌机
盐酸（AR）
78.857 78.042 82.281 60.385 72.155 65.484 55.428
60 50 40 30 20 10 0 仅微波 0.5 mol/L 1.0 mol/L 2.0 mol/L 4.0 mol/L
吸附率(%)
硝酸 盐酸 硫酸 氢氧化钠 氨水 仅微波 未改性 0 10 20 30 40 50
动物修复法
应用一些优选的鱼类 以及其它水生动物品种在 水体中吸收、富集重金属， 然后把它们从水体中驱出， 以达到水体重金属污染修 复的目的。
微生物修复法
主要利用微生物对重金属 的固定和形态的转化，固定是 微生物通过带电荷的细胞表面 吸附重金属离子，转化是通过 微生物的生命活动改变重金属 的形态或降低重金属的生物有 效性。
Part 3 实验的总结以及后续工作
2.关于实验参数的确定 ①在考虑参数影响时，先用单因素分析法分析，再用正交实验法分析； ②参数的取值，如果可以取连续值，则采用连续取值，若难以采用连续取值，可 以考虑平均取值，若明显不是线性关系，可以采用等差或者等比的方式取值；
3.关于实验结果的讨论分析 ①在得到实验结果后，通过对比分析，找出主要的影响参数和次要的影响参数，比如本 实验中的药剂种类，是否加入微波是主要影响参数； ②根据实验结果所得的趋势线尝试寻找呈现规律性的原因（本实验的原因很简 单，因为饱和了）；
——我们希望这样能确定我们工作的方向
改性高岭土对水中铜离子的吸附
对高岭土进行改性
吸附铜离子
任务方法
任务目标
Part 1 实验开始的准备工作
Leabharlann Baidu
改性的可能 改性的原理
通过酸、碱
增加孔隙
（物理吸附）
预想的结果
不同的改性药 剂会有比较明 显的差异 微波的加入会 显著改变实验 的进程
通过微波 通过酸或碱和 微波的共同作 用
Part 3 实验的总结以及后续工作
由于时间限制，实验的最后一步吸附剂的再生未能完成，根据参考文献，大致 确定出实验方案。 ①将达到吸附平衡的吸附材料从溶液中过滤分离，用超纯水快速冲洗，去除表面溶 液； ②将冲洗后的吸附材料转移至锥形瓶中，分别加超纯水、NaCl溶液（0.01mol/L）、 盐酸（0.01mol/L）、硫酸（0.01mol/L）、氨水（0.01mol/L）100ml； ③ 在25℃将样品置于恒温摇床中振荡(转速150r/min)然后取其上清液，过滤，定 容，用原子吸收分光光度法测定Cu(II)浓度； ④ 确定何种物质使得再生效果最好后，将再生效果最好的一组滤渣用去离子水冲洗 至中性，再过滤、烘干，得到再生后的吸附剂； ⑤再次用该吸附剂吸附处理100mL浓度为100mg/L的Cu(II)溶液后，再解吸，反复操 作三次，检测吸附材料的再生能力。