重金属铅、铜吸附处理
活性炭对重金属离子铅镉铜的吸附研究
第33卷第4期2008年4月环境科学与管理ENV I R O N M ENTAL SC I ENCE AND M ANAGE M ENT Vol 133No 14Ap r .2008收稿日期:2007-11-27基金项目:武汉科技大学校基金(2006XY16)作者简介:张淑琴(1977-),女,湖北鄂州人,硕士,武汉科技大学讲师,主要研究方向:环境生态与友好材料。
文章编号:1673-1212(2008)04-0091-04活性炭对重金属离子铅镉铜的吸附研究张淑琴,童仕唐(武汉科技大学资源与环境工程学院环境工程系,湖北武汉430081)摘 要:研究了活性炭对水溶液中重金属离子铅镉铜的吸附行为,分析研究了I CP 测定重金属铅镉铜的分析方法,并对分析的最佳条件进行了探讨。
结果表明,100mL 溶液pH 值为4.8,活性炭用量0.2000g 时,活性炭对Pb 2+、Cd 2+、Cu 2+的最大吸附容量分别可达到52.54mg/g 、35.65mg/g 、57.05mg/g 。
关键词:活性炭;铅镉铜;吸附中图分类号:X703.5 T Q424.1文献标识码:BThe Ads or p ti on Studies of Activated Carbon for Heavy Metal I ons of Lead,Cadm ium and CopperZhang Shuqin,T ong Shitang(Depart m ent of Envir on mental Technol ogy,College of Res ource and Envir on mental Technol ogy,W uhan University of Science and Technol ogy,W uhan 430081,China )Abstract:The ads or p ti on behavi ors of activated carbon f or the heavy metals lead,cad m iu m and copper i on were studied,the analytical methods of heavy metals by I CP deter m inati on f or lead,cad m iu m and copper was analysis,and the op ti m al analysis conditi ons were discussed .The results showed that 100mL s oluti on pH 4.8,the a mount of 012000g of activated carbon,the ad 2s or p ti on capacity of activated carbon f or Pb2+,Cd2+and Cu2+was 52154,35165and 57.05mg/g res pectively .Key words:activated carbon;lead,cad m iu m and copper;ads or p ti on前言在众多环境污染中,重金属由于自身不能被自然降解,进而易通过食物链进入人体,严重危害人类健康,因此在水体中的污染越来越引起人们的注意。
重金属废水处理常见工艺及处理方法
重金属废水处理常见工艺及处理方法重金属废水是指含有高浓度重金属离子的废水，如铜、镉、铅、汞等。
这些重金属离子对环境和人体健康具有潜在的危害。
因此，重金属废水的处理是环境保护和健康保障的重要任务之一、下面介绍一些常见的重金属废水处理工艺和方法。
1.化学沉淀法：化学沉淀法是重金属废水处理中常用的方法之一、该方法通过添加适量的化学药剂，使废水中的重金属离子与沉淀剂反应生成难溶于水的沉淀物，从而实现重金属的去除。
常用的沉淀剂包括氢氧化钙、氢氧化钠、硫化氢等。
该方法操作简单、成本低，适用于处理高浓度的重金属废水。
2.离子交换法：离子交换法是利用离子交换树脂对水中的重金属离子进行吸附和交换的方法。
树脂通常具有特定的亲和性，可选择性地吸附特定的重金属离子。
该方法操作方便，广泛应用于水质处理和废水处理领域。
3.活性炭吸附法：活性炭是一种有机高分子材料，具有很强的吸附能力。
将活性炭添加到重金属废水中，重金属离子会被活性炭吸附并固定在其表面。
该方法适用于处理低浓度的重金属废水，操作简单、成本相对较低。
4.膜分离法：膜分离法是利用特殊的膜材料对重金属离子进行过滤和分离的方法。
常用的膜材料包括微滤膜、超滤膜和反渗透膜。
通过调整膜孔径和工作参数，可以实现对重金属离子的高效去除。
该方法操作简便，处理效果较好，但成本较高。
5.电化学方法：电化学方法是利用电化学反应原理对重金属进行处理的方法。
常用的电化学方法包括电解沉积、电吸附和电还原等。
通过适当的电极选择和电流密度控制，可以实现重金属的转化、析出和回收。
该方法操作复杂，但具有高效和可控性的优点。
6.生物处理法：生物处理法是利用微生物对重金属废水进行降解和转化的方法。
通过合适的环境调节和微生物培养，可以实现对重金属的生物吸附、生物还原和生物沉积等过程。
该方法对于低浓度的重金属废水处理效果较好，但处理时间较长。
以上是一些常见的重金属废水处理工艺和方法，每种方法都有其适用范围和处理效果。
如何有效的去除铜镍等重金属
杜笙螯合树脂CH-90可以将溶液重金属含量处理到0.02PPM以下，而且是只去除2价的金属离子，不去除1价的钠，同时也可以对镍进行有效回收，
1、推荐产品
CH-90（弱酸大孔型螯合树脂））
产品知识：
1.用于去除重金属，在同等条件下去除的优先级：铜镍铅锌钴锰镁钠（但只去除2价的金属离子，不去除1价的钠；同时可以去除络合态的镍铜，但需调试ph值）；注意：在溶液后面金属含量较多的情况下去除前面的是最合适（如在含镁较多的溶液去除镍）；在酸性条件下去除三价的铁（一般三价的铁遇酸会沉淀，会导致树脂中毒，国产的不能去除）
最有效的除铜PH；3-4最有效的除镍PH；3-5
最有效的除铁PH；2-4最有效的除铅PH；2以上
最有效的除锰PH；4以上
应用行业：氯碱行业
优势：
1.ph值在0-14皆可
2.可以处理1-5000ppm（5g/l）的溶液，5000ppm以上也可以处
理，不过意义不大成本太高
3.出水可以达到0.02ppm（国家标准0.1ppm，一般国产树脂还有
化学法无法达标）
4.流速在10-15BV/h
5.用盐酸或硫酸再生，Hcl浓度4-5,80-120g/l; H2SO4 浓度3-4,120-160g/l；如果镍的含量较高，用酸再生后可以得到硫酸镍，可以直接回用，可以降低成本
6、国产必须转型，我们不需转型，但转型效果更好。
转型方法;先用水（纯水DH最好，软水。
自来水次之）。
从废水中去除重金属的方法
从废水中去除重金属的方法有很多，以下是其中一些常见的方法：
1. 化学沉淀法：这种方法是通过向废水中投加化学物质，使其与重金属离子发生化学反应，生成容易沉淀出来的化合物。
常用的化学物质有氢氧化物、硫化物、磷酸盐等。
例如，向废水中加入石灰石，可以去除废水中的铅和汞等重金属离子。
2. 吸附法：这种方法是利用吸附剂吸附废水中的重金属离子，从而达到去除的目的。
常用的吸附剂包括活性炭、硅藻土、矾土等。
这些物质具有较大的表面积和较强的吸附能力，可以有效地吸附废水中的重金属离子。
3. 电解法：这种方法是通过电解作用，使废水中的重金属离子发生电化学反应，生成金属或氢氧化物沉淀。
这种方法通常需要使用专门的电极和电解液，并且需要一定的电力支持。
4. 离子交换法：这种方法是通过离子交换树脂，将废水中的重金属离子转移到树脂上，从而达到去除的目的。
这种方法适用于处理含有多种重金属离子的废水，并且树脂可以反复使用。
5. 生物法：这种方法是利用微生物的吸附作用，将废水中的重金属离子去除。
常用的生物法包括活性污泥法、生物膜法、厌氧消化法等。
这些方法通常适用于处理含有较低浓度重金属离子的废水。
需要注意的是，不同的重金属离子在不同的水质条件下，适用的处理方法也会有所不同。
因此，在实际应用中，需要根据废水的具体情况，选择最适合的处理方法。
同时，在处理过程中，还需要注意环境保护和资源利用的问题，确保处理后的废水符合相关标准，并且不会对环境造成二次污染。
此外，还可以通过加强废水的回收和利用、改进生产工艺、使用无毒替代物质等方法，从源头上减少废水中重金属的排放量，从而降低对环境的压力。
煤矿污水处理方法
煤矿污水处理方法煤矿污水是指在煤矿生产过程中产生的含有大量悬浮颗粒物、矿石粉尘、重金属以及有机物等污染物的废水。
由于污水的特殊性质，处理煤矿污水是一个非常重要的环境保护任务。
本文将介绍一些常见的煤矿污水处理方法。
1. 机械过滤法：机械过滤法是煤矿污水处理中最常见的方法之一。
该方法通过使用过滤设备，如滤网、滤布、滤袋等，将污水中的悬浮颗粒物进行分离。
这种方法可以有效地去除大部分的固体颗粒，使污水的悬浮物浓度下降。
2. 重金属吸附法：煤矿污水中通常含有重金属离子，如铅、铜、锌等。
这些重金属对环境和人体健康都有一定的危害。
重金属吸附法是通过添加吸附剂，如活性炭、天然矿物等，将污水中的重金属离子吸附在吸附剂表面。
这种方法可以有效去除污水中的重金属离子，达到净化水质的目的。
3. 生物处理法：生物处理法是利用微生物对污水中的有机物进行降解的方法。
在煤矿污水处理中，常使用的生物处理方法有好氧生物处理和厌氧生物处理。
好氧生物处理是利用氧气供给微生物进行降解有机物，而厌氧生物处理是在缺氧条件下进行微生物降解有机物。
4. 离子交换法：离子交换法是通过将污水中的离子与离子交换树脂上的离子进行交换，从而将污水中的离子去除。
这种方法常用于去除煤矿废水中的硫酸根离子、硝酸盐离子等。
5. 化学沉淀法：化学沉淀法是将污水中的某些物质转化为不溶于水的沉淀物，从而达到净化水质的目的。
在煤矿污水处理中，可以利用化学沉淀法去除污水中的重金属离子、磷酸盐等。
6. 膜分离法：膜分离法是一种通过膜的选择性透过性对污水进行分离和浓缩的方法。
常见的膜分离技术有超滤、逆渗透等。
这种方法可以有效地去除污水中的大分子有机物、悬浮物、胶体等。
7. 活性氧化法：活性氧化法是一种利用强氧化剂对污水中的污染物进行氧化分解的方法。
常见的活性氧化剂有臭氧、过硫酸盐等。
这种方法可以有效去除污水中的难降解有机物和毒性物质。
总结起来，煤矿污水处理方法有很多种，包括机械过滤法、重金属吸附法、生物处理法、离子交换法、化学沉淀法、膜分离法和活性氧化法等。
工业废水中重金属离子的常见处理方法
工业废水中重金属离子的常见处理方法工业废水中重金属离子的常见处理方法摘要：随着工业发展的迅速推进，工业废水中的重金属离子成为一个令人关注的问题。
重金属离子对环境和人类健康产生负面影响，因此对工业废水中重金属离子的处理显得非常重要。
本文将介绍工业废水中常见的重金属离子及其常用的处理方法。
一、重金属污染的成因及危害重金属离子污染主要由工业生产、矿山开采及废弃物处理等过程中的排放引起。
重金属离子具有较高的毒性，对生物体和环境造成一系列危害。
例如，铅离子会损害神经系统和肝脏，镉离子可导致癌症和肾功能损害。
二、工业废水中常见的重金属离子1. 铅（Pb）2. 汞（Hg）3. 镉（Cd）4. 铬（Cr）5. 镍（Ni）6. 锌（Zn）7. 铜（Cu）8. 银（Ag）9. 镉（Cd）三、常用的处理方法1. 化学沉淀法：该方法通过与重金属离子形成沉淀物来达到去除的目的。
常用的沉淀剂包括氢氧化钙、氢氧化钠、硫化钠等。
此方法适用于一些容易沉淀的重金属离子，但对于难以沉淀的离子效果较差。
2. 离子交换法：该方法使用离子交换树脂将废水中的重金属离子与其它离子进行交换。
通过选择合适的树脂以及控制交换条件，可以有效地去除废水中的重金属离子。
3. 生物吸附法：利用生物材料吸附重金属离子是一种经济、有效的处理方法。
常用的生物吸附材料包括活性炭、菌丝、藻类等。
这些材料在废水中具有较强的吸附能力，可以高效地去除重金属离子。
4. 气浮法：气浮法利用气泡将废水中的重金属离子带上水面，然后通过分离器将其与水分离。
气浮法适用于处理高浓度的废水，但对于低浓度的重金属离子效果较差。
5. 膜分离法：膜分离法通过选择性透过性的膜将废水中的重金属离子分离出来。
常用的膜包括反渗透膜、超滤膜等。
该方法具有高效、高选择性的特点，但成本较高。
6. 光催化法：光催化法利用光催化剂与废水中的重金属离子发生氧化反应，将其转化为无毒的物质。
常用的催化剂包括二氧化钛、二氧化锌等。
去除重金属离子的方法
去除重金属离子的方法
重金属离子是指具有较高原子序数的金属离子，如铅、汞、镉、铬等。
这些重金属离子会对环境和人体健康造成严重影响，因此需要进行有效的去除。
以下是一些去除重金属离子的方法：
1. 活性炭吸附法：活性炭具有极强的吸附能力，可以吸附重金属离子。
将活性炭投入污水中，使其吸附重金属离子后再进行过滤处理。
2. 离子交换法：将高效离子交换树脂投入污水中，树脂表面的离子与污水中的重金属离子发生交换作用，从而去除重金属离子。
3. 沉淀法：在污水中加入适量的化学药剂，使重金属离子与药剂发生沉淀反应，随后通过沉淀物或沉淀后的上清液来去除重金属离子。
4. 膜分离法：将具有特殊结构和功能的膜材料投入污水中，通过膜的选择性渗透作用，将重金属离子和其他物质分离开来，从而达到去除重金属离子的目的。
5. 生物处理法：利用微生物、植物、动物等生物体对重金属离子的吸收、蓄积、还原等作用，将其转化为无害的物质，达到去除重金属离子的目的。
总之，去除重金属离子的方法有很多种，可以根据实际情况选择适合的方法进行处理。
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重金属铅、铜吸附处理机理
重金属铅、铜吸附处理机理1 引言不合理的重金属开采与冶炼、固体废弃物处置、污水灌溉、农药和肥料施用等活动及大气沉降等因素导致大量重金属进入水体和土壤环境，严重危害公众健康和生态系统安全.作为常见重金属污染物的铅和铜，它们可通过直接饮用或食物链进入人体从而给人体健康带来极大危害(Järup，2003; Aksu et al., 2005).吸附法被认为是较好的去除环境中重金属的方法.近年来，利用原料广泛、成本低、具有较高环境稳定性的生物炭吸附污染物受到了广大学者的青睐.生物炭已广泛应用于水体中多种重金属和农药、染料、POPs及抗生素)等无机和有机污染物的吸附去除，这些研究表明，生物炭具有良好的吸附去除污染物的性能.目前，利用生物炭吸附重金属方面的研究较多是利用秸秆、污泥、畜禽粪便、稻壳等.而不同原料制备的生物炭表面结构、理化性质等差异显著，其对污染物的吸附性能存在较大差别.我国核桃种植已有两千多年的历史，目前，我国废弃的核桃青皮年产量在35万t以上.关于核桃青皮的利用主要在医药、农药、色素提取等方面，在环境污染治理方面的研究鲜见报道.因此，本实验以核桃青皮为原料，采用限氧裂解法制备生物炭，开展核桃青皮生物炭对铅、铜的批量吸附实验，同时利用扫描电镜、FTIR红外对吸附前后的样品结构进行表征分析，探究其对水溶液中铅和铜的吸附特性及影响因素(吸附时间、溶液初始浓度、吸附温度、吸附剂投加量、溶液初始pH等)，并以动力学模型和等温吸附模型对实验数据进行拟合，以期筛选出能够准确反映核桃青皮生物炭吸附铅和铜的动力学方程及等温吸附模型，从而为核桃青皮的资源化利用及重金属污染防治提供理论依据.2 材料与方法2.1 生物炭的制备以从兰州农贸市场采回的核桃青皮为原料，采用500 ℃限氧裂解法制备生物炭.将核桃青皮用超纯水清洗至超纯水清澈无杂质，置于通风阴暗处自然风干，粉碎过20目筛(0.85 mm)，得到黄褐色粉末状核桃青皮粉末备用.将足量的已制备的核桃青皮粉末置于马弗炉(KS-5D-12，上海鸿都电子科技有限公司)中，在限氧条件下，500 ℃热解6 h，待自然冷却至室温后取出，过100目筛，制得核桃青皮生物炭，其产率为31.19%，pH为10.38.2.2 生物炭结构表征。
两种褐藻对废水中铅、铜的吸附机理研究
两种褐藻对废水中铅、铜的吸附机理研究周洪英h2，李娜1，(1．淮海丁学院化学J：稃学院．江苏连云港22200512王学松1，单爱琴2中困矿业大学环境与测绘学院．江苏徐州221008)摘要：运用批吸附技术研究了海带L am i nar i a j a poni ca和裙带菜U ndar i a pi nna t i f i da对水溶液中Pb2+、C u2+的吸附特性。
结果表明：硝酸钙预处理后，两种海藻对C u2+的吸附容量降低28％左右，对Pb2+的吸附容量下降l O％左右。
用化学改性方法确定不同官能团对生物吸附的贡献，结果表明羧基对两种海藻吸附Pb2十的贡献大于胺基和羟基。
共存阴离子影响海藻对C u2+的吸附，C uC l2的吸附速率和吸附容量大于C u(N03)2和C uS04。
关键词：褐藻；生物吸附；重金属；平衡；动力学中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1673—1689(2012)01--047—08St udy on t he M echa ni s m of Pb(11)a nd C u(11)B i osor pt i onby T w o B r ow n A l gaeZ H oU H ong—yi ngⅥ，L f N al，W_A N G X ue—s on91，SH A N A i—qi n2(1．School of C h e m i c al E ngi ne er i ng，H uai ha i I ns t i t ut e of Tec hn ol o gy，Li anyu ngang222005，Chi n a：2．Schoo l of E nv i r onm e nt Sc i—enc e and Spat i a l I n f or m at i cs，C hi n a U ni ver s i t y of M i ni ng and Tec hn ol o gy，X u z ho u221008，C hi na)A bst r act：T he abi l i t y t o r em ove l ea d and c opper f r om aqueous sol ut i on by br ow n a l gae L a m i na—r i a j a poni c a and U ndar i a pi nnat i f i da w er e i nves t i gat e d i n t hi s s t udy．R es ul t s w er e dr a w n as fol-l ow s：Pr e t r e at m e nt w i t h C a(N03)2，t he a bs or pt i on ca paci t y of t w o a l gae f or C u(I I)de cr eas ed by28％，for Pb(U)dec r eas e d by10％．T he cont r i but i on of f unct i ona l gr ou ps i n t he bi os or p-t i on pr oc es s w as confi r m ed by c he m i c al m odi f i ca t i on of t he gr oups．T he f unct i ona l gr oup of c ar boxyl w a s m ai nl y r es pons i bl e f or t he a ds or pt i on of t w o al gae i nvest i gat e d he r e t ow ar ds Pb2 +．T he co--ani on af fect t he a bs or pt i on capaci t y．W hen c opper chl or i de w as use d．hi gher qm a x and k2w er e obs er ved as com p ar ed t o t he ni t r at es and t he sul f at e at t he s am e pH．K ey w or ds：br ow n al gae，bi os or pt i on，he avy m et al，e qui l i br i um，ki net i cs铅和铜是水体污染中常见的两种重金属离子。
土壤对重金属离子的吸附
土壤对重金属离子的吸附土壤对重金属离子的吸附是环境污染和生态修复领域的重要研究内容。
重金属离子如铜、铅、锌、镉等在环境中含量过高时，会对人类和生态系统产生危害。
土壤作为环境中重金属离子的重要“过滤器”和“储存库”，对其吸附行为的研究有助于深入理解重金属离子的环境行为和生态风险。
首先，土壤对重金属离子的吸附主要取决于土壤的理化性质。
土壤的有机质、pH值、阳离子交换容量（CEC）等都是影响其吸附重金属离子的关键因素。
有机质可以通过配位作用与重金属离子形成络合物，增强土壤对重金属的吸附能力。
pH 值则通过影响土壤表面的电负性来影响吸附，而CEC则反映了土壤对阳离子的吸附能力。
其次，重金属离子的性质如离子半径、电荷数和极化率等也对其在土壤中的吸附有影响。
一般来说，离子半径小、电荷数高、极化率低的重金属离子更易被土壤吸附。
此外，重金属离子的浓度、吸附时间、温度等也会影响其在土壤中的吸附行为。
关于土壤对重金属离子的吸附机制，主要有离子交换、专性吸附和表面络合等。
离子交换是土壤表面离子与重金属离子在静电作用下的交换，专性吸附则是土壤表面的特定基团与重金属离子形成配位键的吸附。
表面络合则是土壤表面的配位基团与重金属离子形成稳定的络合物的吸附。
在实际的环境中，土壤对重金属离子的吸附还受到许多环境因素的影响。
例如，土壤中的水分含量会影响土壤表面的湿润程度，从而影响其吸附能力。
土壤中的氧化还原状态会影响重金属离子的溶解度和化学形态，从而影响其吸附行为。
此外，土壤中的生物活动和微生物群落也会影响其对重金属离子的吸附。
土壤对重金属离子的吸附过程是一个复杂的多相反应过程，涉及物理、化学和生物等多个方面。
这一过程受到多种因素的影响，包括前述的土壤理化性质、重金属离子性质和环境因素等。
对这一过程的深入理解和研究，有助于我们更好地理解和预测土壤环境中的重金属行为，对于环境保护和污染治理等方面具有重要的意义。
对于土壤对重金属离子的吸附研究，未来的研究方向也很多。
污水处理中的高效除铅技术
污水处理中的高效除铅技术随着工业化进程的推进，各行各业对水资源的需求日益增加。
然而，工业生产中产生的废水中常常含有高浓度的有害物质，如重金属铅。
铅对环境和人体健康造成的危害已引起广泛关注。
因此，研发和应用高效的除铅技术显得尤为重要。
本文将介绍几种目前常用的污水处理中的高效除铅技术。
一、吸附剂除铅技术吸附剂除铅技术是目前应用最广泛的一种技术，其原理是通过吸附剂将溶液中的铅离子吸附到固定的载体上，从而达到去除铅的目的。
常用的吸附剂包括活性炭、离子交换树脂、纳米材料等。
这些吸附剂具有较大的比表面积和良好的吸附性能，可以高效地去除溶液中的铅离子。
此外，吸附剂除铅技术还可以与其他技术相结合，如生物吸附、化学沉淀等，以提高除铅效率。
二、膜分离技术膜分离技术是利用特殊的膜材料，通过膜的选择性通透性来实现除铅的方法。
常用的膜分离技术包括超滤、反渗透和纳滤等。
这些技术具有高分离效率、操作简单、能耗低等优点。
在污水处理中，可以通过膜分离技术将铅离子从废水中分离出来，得到除铅的效果。
此外，膜分离技术还可以与其他技术结合，如离子交换和吸附技术，以提高效率和减少成本。
三、化学沉淀技术化学沉淀技术是利用化学反应使铅离子转化为难溶于水的沉淀物，从而达到除铅的目的。
常用的化学沉淀剂有氢氧化钙、硫化钠等。
通过调节溶液的pH值和添加适量的沉淀剂，可以使溶液中的铅离子与沉淀剂反应生成沉淀物，并通过过滤、沉淀等步骤将沉淀物与溶液分离。
化学沉淀技术具有操作简单、成本低、除铅效果显著等优点，适用于一些含铅废水的处理。
四、电化学技术电化学技术是利用电化学反应将铅离子转化为固体沉淀物的一种技术。
通过在电极表面施加合适的电压和电流，可以促使铅离子在电极上析出，并与其他物质反应生成沉淀物。
电化学技术具有高效、可控性强、零副产物等优点。
在污水处理中，通过电化学技术可以实现高效除铅，同时还能够将析出的固体沉淀物回收利用，减少资源浪费。
总结：污水处理中的高效除铅技术包括吸附剂除铅技术、膜分离技术、化学沉淀技术和电化学技术。
浅谈几种吸附材料处理重金属废水的效果
浅谈几种吸附材料处理重金属废水的效果摘要：近年来，含有重金属的废水对人类的生活环境造成了巨大的危害，重金属离子随废水排出，即使浓度很小，也能造成公害，严重污染环境，影响人们的健康。
所以，研究如何降低废水中重金属的含量，减轻重金属对环境的污染具有重大意义。
关健词：吸附材料；重金属废水；效果重金属是水质污染中的主要污染物之一，重金属进入水体后，能被活的生物体所吸收，一旦它们进入食物链，高浓度的重金属可能会富集在人体内，如果人体重金属的摄入量超过了限值，能引起各种健康疾病，因此如何无害化处理好重金属废水已成为当前亟待解决的工作。
去除水中重金属的方法有很多，传统的方法如化学沉淀法、氧化还原法、电解法、离子交换法、吸附法等；新兴的方法如纳米技术、光催化技术、基因工程技术等。
本文主要对吸附法处理重金属废水的优点进行了阐述，并总结了最近年来各类新型吸附剂在重金属废水处理中的应用研究。
1、吸附法处理重金属废水的优点吸附法处理重金属废水具有很多优点，成为水处理研究的重点，开发了许多性能良好的吸附剂，特别是利用工业废弃物和农作物余物作吸附剂，并且对现有的吸附剂改性提高其吸附性能，成为近年来研究的热点。
沸石和麦饭石价格低廉，应用较广泛，麦饭石对铜离子的吸附可以达到95％以上；蓝晶石在适当的条件下对铜离子可以达到 100％的吸附效果；烟煤灰、炉渣等可以用作吸附剂处理含铜电镀废水，而且从烟煤灰中合成 4A 沸石可以吸附多种重金属，对铜离子的吸附效果很好。
另外对现有的吸附剂进行改性可以大大提高交换容量和效率。
李爱阳等对斜发沸石改性，提高了吸附性能，有效去除铜，并同时去除锌、隔、铅等重金属离子，工业运行效果良好；Selvaaj Rengaraj 等对多空渗水性钒土进行氨化和质子化改性，实现了对含铜的质量浓度为 100 mg／L 的废水去除达到 95％，为低浓度的含铜废水的处理开辟了道路。
目前研究重点转向了一些植物和动物的废弃物作为吸附剂，为了增大吸附量和吸附选择性，进行改性，改性后的吸附剂对铜离子的吸附效果显著提高。
铅和铜在棕壤上共吸附的试验研究
吸 附行 为是 重 金 属 在 土壤 中 十分 重 要 的 表 面 化学 行为 ， 控 制着污染 物 的活性 、 移能力 、 它 迁 生 物 有 效 性 和 毒 性 。吸 附等 温线 的研 究 是 探 讨 吸 附 过 程 最 重 要 的途 径 ， 此 ， 少 学 者 对 此 进 行 了 深 为 不 入 的研 究 ，但 是 大 多 数 研 究 是 针 对 单 一 的 重 金 属 离 子 开展 的 ［ ， 不 同来 源 的重 金 属 离 子 同 时 进 １ 而 ］ 入 土 壤 环 境 的 复合 污 染 是 非 常 普 遍 的 现 象 ［ ３。 ． 物理 化学 性 质 相 近 的重 金 属 无 机 污 染 物 在 土 壤 中 的 竞 争 或 共 吸 附 被 很 多 研 究 者 所 证 实 ［ ， ５ 目前 ， ＿
ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｏｕ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉｖ ｓｉ ａｅ ． ｈ ｅ ｕ ｔ ｉｄ ｃ ｔ ｄ ｔ ａ ｈ ｒ ｕ ｄ ｉｈ ａ ｓ ｒ ｔ ｎ ｉｏｈ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｅ ｏ ｄ ｓ ｒｂ ｌ ｏ ｏ ｅ ｔｓ ｌ ｔ ｓ ｗ ｒ ｎ ｅ ｔ ｔ ｄ Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｎ ｉａ ｅ ｈ ｔｔ ｅ Ｆ ｅ ｎ ｌ ｄ ｏ ｐ ｉ ｓ ｔ ｅ ｃ ｕ ｄ ｂ ｓ ｄ ｔ ｅ ｃ ｅ ｗｅｌ ｏ ｇ ｓ ｃ ｏ ｍ ｉ
在真 实 的土壤 环境 中还 没有 统一 的竞 争 吸 附理 论 ，原 因在 于 土壤 的 异 质 性 导 致 不 同类 型 的土 壤 对重金属的竞争 吸附机理有所不 同。 目前被大多
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工业废水中重金属的去除技术
工业废水中重金属的去除技术工业废水中含有大量的重金属，如铜、镉、铅等，如果这些重金属不能及时去除，会对环境和生态系统造成很大的损坏和污染。
因此，如何有效地去除工业废水中的重金属是环保领域研究的重点之一。
本文将从生物法、物理化学法和吸附法三方面详细介绍工业废水中重金属的去除技术。
一、生物法在工业生产过程中，有机废水的生物处理方法已经非常成熟，但对于含有重金属的工业废水，生物法处理的效果十分有限。
因为重金属对生物细胞有毒性，会导致废水中的细菌和其他微生物无法正常生长和繁殖。
不过，科学家们发现，一些特定的微生物可以有效地吸附和富集废水中的重金属，这为利用微生物处理含重金属废水提供了可行方案。
目前，最常用的利用微生物处理废水的方法是采用金属耐受细菌。
对于这种细菌，它们自身含有低浓度的重金属或者可以利用重金属代替其他营养元素进行代谢，因此在处理含重金属废水时能够有效吸附和富集废水中的重金属。
二、物理化学法物理化学法是指利用物理和化学方法对含重金属废水进行处理。
目前，常用的物理化学法有絮凝法、沉淀法、离子交换法等。
絮凝法是将特定的化学药剂加入废水中，将无机离子和微粒等有机物污染物凝结成为较大的絮凝体，从而使废水中的重金属凝聚成为颗粒状物质，然后通过过滤或沉淀等方式分离出来。
沉淀法是将废水中的重金属通过化学反应沉淀成为不溶性物质，然后将沉淀物与水体分离，使重金属得到去除。
该方法处理废水适用性广，但处理过程中化学药剂会导致二次污染，因此需要进行精细调控和处理。
离子交换法是指将废水中的阳离子或者阴离子通过离子交换柱进行去除。
这种方法的优势在于可以去除微量重金属和高含量重金属，并且适用于各种类型的重金属废水处理。
三、吸附法吸附法是指通过固体吸附剂将废水中的重金属去除。
吸附剂通常是具有特定的化学性质，能够吸附和富集废水中的重金属，常用的吸附剂有活性炭、氧化铁、硅胶等。
其中，活性炭的吸附能力较强，常用于去除低浓度的重金属废水。
活性炭在污水处理中的应用
活性炭在污水处理中的应用活性炭是一种具有高度孔隙结构和吸附能力的材料，广泛应用于污水处理领域。
其应用主要包括吸附去除有机物、去除重金属离子、调节水质pH值等方面。
以下是对活性炭在污水处理中的应用进行详细介绍。
1. 吸附去除有机物活性炭的孔隙结构提供了大量的吸附表面，能够有效吸附有机物质。
在污水处理中，活性炭可以用于去除有机废水中的有机物、色素、油脂等。
通过物理吸附作用，活性炭能够将有机物质从污水中吸附到其表面，并实现去除的效果。
2. 去除重金属离子活性炭还可以用于去除废水中的重金属离子，如铅、铜、镉等。
这是因为活性炭具有良好的离子交换能力和选择性吸附性。
重金属离子可以通过吸附或者离子交换与活性炭表面发生作用，从而将其从废水中去除。
3. 调节水质pH值活性炭具有一定的酸碱中和能力，可以用于调节废水中的pH值。
在污水处理过程中，有时废水的pH值过高或者过低，会对后续处理工艺产生不利影响。
活性炭可以通过吸附或者反应与废水中的酸碱物质发生作用，从而实现pH值的调节。
4. 增加生物降解性活性炭在水体中释放出微量的有机物质，这些有机物质可以促进废水中的微生物生长，增加生物降解性。
活性炭作为生物载体，在污水处理中可以提供微生物附着的基质，促进微生物的繁殖和降解有机物的活性。
5. 除臭作用活性炭还可以用于废水的除臭处理。
废水中的恶臭物质可以通过活性炭的吸附作用被去除，从而改善废水的气味。
综上所述，活性炭在污水处理中具有广泛的应用前景。
其吸附能力、离子交换能力、酸碱中和能力以及增加生物降解性等特性，使其成为一种重要的污水处理材料。
活性炭的应用可以有效去除有机物、重金属离子，调节水质pH值，增加生物降解性以及除臭作用，为污水处理提供了可靠的解决方案。
高分子重金属吸附材料
高分子重金属吸附材料摘要：用室内分析的方法研究了几种吸附材料对含铬、铜、锌、铅的废水的吸附处理效果。
结果表明，在几种吸附材料中，以活性炭的吸附量和去除率比较高，且吸附量随废水中重金属含量的降低而减小，除铬外，其他离子的去除率则以低浓度时比较高。
所有吸附材料均对铅的吸附量比较大，改性硅藻土和改性高岭土对重金属的吸附量也比较大，宜于在重金属处理中作为吸附剂推广使用。
关键词：吸附材料重金属废水吸附率吸附量近年来，含有重金属的废水对人类的生活环境造成了巨大的危害，重金属离子随废水排出，即使浓度很小，也能造成公害，严重污染环境，影响人们的健康。
所以，研究如何降低废水中重金属的含量，减轻重金属对环境的污染具有重大意义。
目前，去除废水中重金属的方法主要有三种：一是通过发生化学反应除去废水中重金属离子的方法；二是在不改变废水中的重金属的化学形态的条件下对其进行吸附、浓缩、分离的方法；三是借助微生物或植物的絮凝、吸收、积累、富集等作用去除废水中重金属的方法。
其中吸附法是比较常用的方法之一。
本试验采用物理吸附的方法研究几种吸附材料处理含重金属废水的效果，以便找出比较高效和便宜的吸附材料，为降低处理含重金属的废水成本和增加经济效益服务。
1、材料与方法1.1试验材料1.1.1吸附材料实验所用吸附剂除黄褐土外均来自于安徽科技学院资源与环境实验室，部分吸附材料在查阅文献的基础上进行了化学改性[3，4]。
所用的吸附材料包括改性硅藻土、酸改性高岭土、改性高岭土、活性炭和黄褐土。
改性硅藻土的处理过程为：将40g硅藻土加入到0.1mol/L的Na2CO3溶液中，边搅拌边慢慢地加入饱和的CaCl2溶液。
反应结束后，过滤，置于烘箱内105℃条件下干燥。
酸改性高岭土的处理过程为：将高岭土过100目筛，在850℃煅烧5h后，取一定量的高岭土加盐酸浸没，在90℃恒温下处理7h，4000转下离心分离30min，洗涤，120℃下烘干过夜。
改性高岭土的处理过程为：取5g高岭土加入2gSiO2，1gNa2CO3，1gKClO3放入研钵中研细，混匀，置于高温炉中，控制温度在800℃，恒温3h。
金属吸附剂
金属吸附剂金属吸附剂是一种能够吸附金属离子的材料，其主要作用是将废水中的金属离子吸附、分离和回收。
金属吸附剂广泛应用于水处理、废水处理、环境保护等领域，成为了重要的环保材料。
一、金属吸附剂的种类金属吸附剂的种类繁多，常见的有活性炭、离子交换树脂、氧化铁、硅藻土、壳聚糖等。
这些吸附剂都有着不同的吸附性能和适用范围。
活性炭是一种常见的吸附剂，其特点是吸附性能较好、使用方便、成本较低等，广泛应用于水处理和废水处理中。
离子交换树脂可以选择性地吸附某种金属离子，具有高效、快速、可重复使用等特点，适用于高浓度金属离子的吸附和回收。
氧化铁是一种高效的吸附剂，能够吸附多种金属离子，同时还具有催化氧化和还原的作用，适用于废水处理和环境修复。
硅藻土和壳聚糖也是常见的吸附剂，具有良好的吸附性能和生物可降解性，适用于环境保护和生态修复。
二、金属吸附剂的吸附机理金属吸附剂的吸附机理主要包括物理吸附、化学吸附和离子交换等。
物理吸附是指金属离子和吸附剂之间的静电作用、范德华力和氢键等吸附力作用，其特点是吸附速度快、吸附量大、可逆性强。
化学吸附是指金属离子与吸附剂之间的化学反应，形成化合物后吸附在吸附剂表面上，其特点是吸附选择性强、吸附速度慢、吸附量小。
离子交换是指吸附剂中的固定离子与水中的金属离子进行交换，其特点是吸附速度快、吸附量大、可重复使用。
三、金属吸附剂的应用1. 水处理金属吸附剂可以有效地净化水质，去除水中的重金属离子和有机物质，提高水的质量和安全性。
在饮用水处理中，活性炭和离子交换树脂是常用的吸附剂，能够去除水中的余氯、异味、余药等物质。
在工业水处理中，氧化铁和硅藻土等吸附剂能够去除水中的重金属离子和有机物质，保证生产过程的安全和稳定。
2. 废水处理金属吸附剂在废水处理中有着重要的应用，可以将废水中的金属离子吸附、分离和回收，降低废水中的金属含量，减少对环境的污染。
在电镀、冶金、化工等工业废水处理中，离子交换树脂和活性炭是常用的吸附剂，能够去除废水中的重金属离子和有机物质。
吸附法处理重金属1
重金属污染是一个极其严重的环境问题,废水、废渣、废气、污泥等通过水、土壤、空气,尤其是食物链,对人类的生存和身心健康产生严重危害。
近年来,吸附分离技术有了很大的发展,在重金属废水处理中已有应用,主要用于环境保护,克服日益恶化的环境质量。
吸附剂由于分子中存在各种活性基团(如羟基、巯基、羧基、氨基等),通过与吸附的金属离子形成离子键或共价键,达到吸附金属离子的目的。
可与氢键也可与盐键形成具有类似网状结构的笼形分子,可对许多金属离子进行螯合,因此能有效的吸附溶液中的金属离子。
这可作为吸附重金属离子的前提。
我们处理废水,需要寻找或开发这样的吸附剂:对C u2+、C d2+、Z n2+、A g2+、H g2+、A u2+、P b2+、N i2+、P t4+、C r6+等重金属离子有很强的吸附能力,而对K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、CO32-、HC O-3等离子不吸附或弱吸附的吸附剂,将是处理废水的理想材料。
本文对各类吸附剂及影响吸附剂性能的因素(包括体系p H、被吸附金属离子浓度、体系温度、吸附时间、吸附剂用量、吸附剂的表面性质、配比金属离子与吸附剂结合的优先级等)作一综合介绍。
1吸附机理及影响吸附的有关因素1.1溶液p H对吸附的影响pH是影响吸附作用的最主要因素之一。
彭安等[1]研究了各种吸附剂在不同pH条件下对甲基汞的吸附。
研究表明:在pH值较低时,溶液中的重金属离子呈阳离子状态,由于H+离子浓度较高,H+离子对重金属离子存在竞争吸附,影响重金属离子的交换吸附,此时,吸附剂对重金属离子的去除效果较差;当溶液的p H值升高时,且重金属离子仍以离子形式存在时,H+离子的影响减弱,这时主要体现为重金属离子的交换吸附性能;当pH值进一步升高时,重金属离子发生水解,形成金属离子与一个OH-结合的离子状态,在吸附剂的表面更容易形成络合吸附,同时溶液中的重金属离子还会形成难容氢氧化物。
重金属废水处理中的吸附材料与工艺优化
重金属废水处理中的吸附材料与工艺优化随着工业化进程的加快，重金属废水的处理成为了一个全球性的环境问题。
重金属废水中的铅、镉、汞等有毒有害物质对环境和人体健康构成了严重威胁。
因此，寻找高效的吸附材料和优化废水处理工艺显得尤为重要。
本文将围绕重金属废水处理中的吸附材料与工艺优化展开讨论。
一、吸附材料的选择与应用重金属废水处理中的吸附材料种类繁多，常用的有活性炭、陶瓷、氧化铁等。
这些吸附材料具有较大的比表面积和丰富的孔结构，能够有效地吸附重金属离子。
1. 活性炭活性炭是一种具有很强吸附性能的材料，其孔径分布范围广，表面活性高。
通过物理吸附和化学吸附作用，活性炭能够将重金属离子吸附在其表面，并实现废水中重金属的去除。
2. 陶瓷陶瓷是一种稳定性较高的吸附材料，具有较大的比表面积和孔结构，能够有效吸附重金属离子。
此外，陶瓷还具有耐高温、耐酸碱等特点，在废水处理中有着广泛的应用。
3. 氧化铁氧化铁是一种常用的吸附材料，具有很强的吸附能力。
研究表明，氧化铁能够与废水中的重金属形成沉淀物，从而将重金属离子彻底去除。
二、吸附工艺的优化除了选择合适的吸附材料外，优化吸附工艺也是重金属废水处理中的关键环节。
下面将从吸附剂用量、吸附时间和吸附pH值等方面进行探讨。
1. 吸附剂用量吸附剂用量是影响吸附效果的重要因素之一。
适当增加吸附剂的用量可以提高重金属离子的去除率，但过量使用吸附剂又会导致成本增加。
因此，需要根据实际情况选择合适的吸附剂用量。
2. 吸附时间吸附时间直接影响到废水处理的效率。
较短的吸附时间可能无法充分吸附重金属离子，而过长的吸附时间则会导致处理周期延长。
因此，在实际操作中应选择适当的吸附时间，以提高处理效果。
3. 吸附pH值吸附pH值是指废水处理过程中的酸碱性条件。
不同的重金属离子在不同的pH值下吸附效果有所差异。
因此，根据废水中重金属离子的性质和废水处理要求，选择合适的吸附pH值是非常重要的。
三、吸附材料与工艺的改进与创新随着科技的发展和人们对环境保护的重视，新型吸附材料和工艺不断涌现。
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重金属铅、铜吸附处理1 引言不合理的重金属开采与冶炼、固体废弃物处置、污水灌溉、农药和肥料施用等活动及大气沉降等因素导致大量重金属进入水体和土壤环境，严重危害公众健康和生态系统安全.作为常见重金属污染物的铅和铜，它们可通过直接饮用或食物链进入人体从而给人体健康带来极大危害(Järup，2003; Aksu et al., 2005).吸附法被认为是较好的去除环境中重金属的方法.近年来，利用原料广泛、成本低、具有较高环境稳定性的生物炭吸附污染物受到了广大学者的青睐.生物炭已广泛应用于水体中多种重金属和农药、染料、POPs及抗生素)等无机和有机污染物的吸附去除，这些研究表明，生物炭具有良好的吸附去除污染物的性能.目前，利用生物炭吸附重金属方面的研究较多是利用秸秆、污泥、畜禽粪便、稻壳等.而不同原料制备的生物炭表面结构、理化性质等差异显著，其对污染物的吸附性能存在较大差别.我国核桃种植已有两千多年的历史，目前，我国废弃的核桃青皮年产量在35万t以上.关于核桃青皮的利用主要在医药、农药、色素提取等方面，在环境污染治理方面的研究鲜见报道.因此，本实验以核桃青皮为原料，采用限氧裂解法制备生物炭，开展核桃青皮生物炭对铅、铜的批量吸附实验，同时利用扫描电镜、FTIR红外对吸附前后的样品结构进行表征分析，探究其对水溶液中铅和铜的吸附特性及影响因素(吸附时间、溶液初始浓度、吸附温度、吸附剂投加量、溶液初始pH等)，并以动力学模型和等温吸附模型对实验数据进行拟合，以期筛选出能够准确反映核桃青皮生物炭吸附铅和铜的动力学方程及等温吸附模型，从而为核桃青皮的资源化利用及重金属污染防治提供理论依据.2 材料与方法2.1 生物炭的制备以从兰州农贸市场采回的核桃青皮为原料，采用500 ℃限氧裂解法制备生物炭.将核桃青皮用超纯水清洗至超纯水清澈无杂质，置于通风阴暗处自然风干，粉碎过20目筛(0.85 mm)，得到黄褐色粉末状核桃青皮粉末备用.将足量的已制备的核桃青皮粉末置于马弗炉(KS-5D-12，上海鸿都电子科技有限公司)中，在限氧条件下，500 ℃热解6 h，待自然冷却至室温后取出，过100目筛，制得核桃青皮生物炭，其产率为31.19%，pH为10.38.2.2 生物炭结构表征主要利用低真空扫描电子显微镜(SEM)(JSM-5600LV，日本电子光学公司)观察生物炭颗粒外观形貌;利用FTIR光谱仪(NEXUS 670，美国Nicolet)KBr压片法扫描定性分析吸附前后生物炭表面官能团的变化.2.3 批量吸附实验将一定量的核桃青皮生物炭加入到由Pb(NO3)2、Cu(NO3)2配置的一定初始质量浓度的重金属溶液中，在25 ℃避光、180 r · min-1的条件下恒温振荡.动力学实验使用的Pb2+和Cu2+初始浓度分别为500 mg · L-1和200 mg · L-1，吸附剂投加量为1 g · L-1，测定时间设置14个(0、5、10、20、40、60、90、120、150、180、210、240、300、360 min).等温吸附曲线分别在288.15、298.15、308.15 K下测定，Pb2+初始浓度分别为300、400、500、600、700、800、900 mg · L-1，Cu2+初始浓度分别为50、100、150、200、250、300、400 mg · L-1，生物炭投加量为1 g · L-1，平衡时间为360 min.吸附剂投加量影响实验中，Pb2+和Cu2+初始浓度分别为500 mg · L-1和200 mg · L-1，共设置9个不同的投加量(0.5、0.8、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4 g · L-1)，平衡时间为360 min.pH影响实验中，用0.1 mol · L-1的HNO3和0.1 mol · L-1的 NaOH 调节初始浓度分别为500 mg · L-1和200 mg · L-1的Pb2+和Cu2+溶液的pH，共涵盖1.5~6.0的8个数据点(Pb2+溶液调pH为1.47、1.96、2.37、2.87、3.68、4.84、5.41、6.05;Cu2+溶液调pH为1.61、2.09、2.72、3.30、3.73、4.19、5.12、5.74)，生物炭投加量为1 g · L-1，平衡时间为360 min.吸附实验设置相应初始浓度的重金属溶液为对照，以扣除管壁吸附的影响.每个样点做两次平行.吸附后以4000r · min-1离心5 min后过滤，收集滤液，用火焰原子吸收分光光度计(Thermo ICE3000)测定滤液中Pb2+和Cu2+的质量浓度.2.4 数据处理 2.4.1 吸附量吸附t时，吸附剂核桃青皮炭对重金属的吸附效果用吸附量Qt和去除率E来衡量，其计算公式如下:式中，Qt为吸附t时吸附剂吸附重金属的吸附量(mg · g-1);E为去除率;Ci、Ct分别为溶液中重金属离子的初始浓度、t时刻溶液中重金属离子的浓度(mg · L-1);V为加入重金属溶液的体积(mL);m为投加吸附剂的质量(mg).2.4.2 吸附动力学准一级动力学方程(式(3))、准二级动力学方程(式(4)、(5))和颗粒内扩散方程(式(6))分别如下所示：式中，Qt和Qe分别为t时刻和吸附平衡时生物炭对重金属的吸附量(mg · g-1);t为吸附时间(min);k1、k2和kid分别为准一级、准二级和颗粒内扩散模型的速率常数，其单位分别为min-1、mg · g-1 · min-1、 mg · g-1 · min-0.5;h0为吸附的初始速率(mg · g-1 · min-1).2.4.3 等温吸附模型采用Langmuir方程(式(7)、(8))和Freundlich方程(式(9))进行等温吸附模拟.式中，Ce、Qe分别为平衡吸附浓度(mg · L-1)与平衡吸附量(mg · g-1);RL为分离因子;Ci 为溶液中重金属离子的初始浓度(mg · L-1);Qm为生物炭饱和吸附量(mg · g-1);Kl和Kf、1/n 分别为Langmuir方程和Freundlich方程的吸附常数.3 结果与讨论3.1 生物炭的表征及吸附机理3.1.1 扫描电镜分析扫描电镜通常用于样品的结构形貌分析.通过扫描电镜结果(图 1)可以看出，核桃青皮炭在吸附重金属离子前具有较多不平整的孔隙，其较高的比表面积更有利于吸附污染物(Chen et al., 2011).在吸附重金属离子后，其表面附着的颗粒物明显增加，大量的小颗粒团聚集在其表层，说明重金属离子在核桃青皮炭表面发生吸附作用.程启明等(2014)对比生物炭吸附前后的SEM电镜图也得到类似的结果.图1 核桃青皮炭对Pb2+和Cu2+吸附前后场发扫描电镜图(a.核桃青皮炭;b.核桃青皮炭吸附Pb2+后;c.核桃青皮炭吸附Cu2+后;×2000倍)3.1.2 FTIR红外分析核桃青皮炭吸附重金属离子前后的FTIR谱图如图 2所示.核桃青皮炭表面具有丰富的官能团：—OH(3418.9 cm-1)、芳香酸类—COOH(1697.4 cm-1)、酰胺类伸缩振动的C O基(1650.8cm-1)、—(OH)2取代的蒽醌(1623.1 cm-1)、NH4+(1396.4 cm-1)、R—COOH(1274.4 cm-1)、脂肪醚类(1121.7 cm-1)、伯醇—OH(1050.3 cm-1)、芳香类化合物吡啶和吲哚等(900~670 cm-1)，这为核桃青皮生物炭吸附Pb2+和Cu2+提供了基础.对比核桃青皮炭吸附前后的FTIR谱图变化可以看出，核桃青皮炭在吸附重金属后官能团特征峰发生明显变化，其中，位于3418.9 cm-1处的—OH在生物炭吸附重金属时能够提供氢键作用(Chen et al., 2011)，核桃青皮炭吸附Pb2+和Cu2+后—OH特征波峰减弱甚至消失，说明吸附后—OH分别被Pb2+和Cu2+占据，分子内—OH中的分子内氢键作用力减小，可见离子交换存在于核桃青皮炭吸附Pb2+和Cu2+的过程中(李力等，2012).同时，NH4+可解离出H+与重金属离子之间发生离子交换.本实验中测定了生物炭吸附Pb2+和Cu2+前后溶液中K+、Ca2+、Na+、Mg2+浓度的变化，吸附后溶液中K+、Ca2+、Na+、Mg2+浓度较吸附前有所增加，进一步说明了离子交换作用的存在.核桃青皮炭表面表示C=O、—COOH含氧官能团的特征峰及900~670 cm-1之间的吡啶、吲哚等芳香化和杂环化合物的振动峰变化也十分明显，说明核桃青皮炭具有高度芳香化和杂环化结构，其丰富的含氧官能团、芳香类化合物提供的π电子与重金属Pb2+、Cu2+形成稳定结构(Yenisoy-Karakaş et al.， 2004; 王震宇等，2014)，可以定性判定阳离子-π作用存在于核桃青皮炭对Pb2+和Cu2+吸附过程中.陈再明等(2013)也证实了吸附剂吸附重金属离子的机理主要为重金属与芳香结构和含氧官能团(—OH、—COO-、—O-)发生阳离子-π和离子交换作用.图2 核桃青皮炭(a)吸附Pb2+(b)、Cu2+(c)后的FTIR谱图对比3.2 核桃青皮生物炭对溶液中Pb2+、Cu2+的吸附性能3.2.1 动力学吸附曲线核桃青皮炭对Pb2+和Cu2+的吸附量随时间的变化曲线如图 3所示.核桃青皮炭对Pb2+和Cu2+的吸附速率较快，吸附5 min时，吸附量已达到饱和吸附量的95.03%、75.56%，20 min内即可达到吸附平衡.由于吸附开始时吸附剂表面的吸附位点较多，不存在重金属离子之间的竞争作用，而吸附剂的吸附位点是有限的，随着吸附位点逐渐达到饱和时，吸附率取决于重金属离子从吸附剂外部进入内部点位的速度(马静，2007)，所以，核桃青皮炭吸附Pb2+和Cu2+时，都是在吸附刚开始时吸附效率显著增加，而后缓慢增加直至达到吸附平衡.图3 吸附时间对Pb2+和Cu2+吸附效果的影响分别以准一级动力学、准二级动力学及颗粒内扩散方程对吸附动力学数据进行拟合，通过拟合参数(表 1)可知，准一级动力学模型计算出的平衡浓度与实验值相差较大，其可决系数R2最低，说明该模型不适用于核桃青皮炭对Pb2+和Cu2+的吸附.而准二级动力学能够很好地拟合核桃青皮炭对Pb2+和Cu2+的吸附(R2均大于0.997)，且拟合数据所得的饱和吸附量(476.190、153.846 mg · g-1)与实测数据(477.327、155.653 mg · g-1)符合程度最好，表明核桃青皮炭对Pb2+和Cu2+的吸附主要受化学吸附的控制(Lu et al., 2011)，与花生壳和中药渣对Cd(Ⅱ)的吸附结果相似(王震宇等，2014).通过与此前报道的生物炭吸附剂对比发现，核桃青皮生物炭吸附Pb2+和Cu2+时平衡时间较短，吸附量远高于由水稻秸秆、污泥、硬木、牛粪等制备的生物炭(表 2).表1 吸附动力学参数表2 不同源制备的生物炭对Pb2+和Cu2+的吸附能力比较3.2.2 等温吸附曲线图 4为核桃青皮炭对Pb2+和Cu2+的吸附量随溶液初始浓度的变化曲线.溶液中Pb2+和Cu2+的初始浓度与平衡吸附量之间密切相关.当Pb2+和Cu2+的初始质量浓度分别小于600、200mg · L-1时，吸附剂对Pb2+和Cu2+的平衡吸附量随溶液初始浓度的增加而增加，当溶液浓度进一步增大时，平衡吸附量基本保持不变，即达到吸附平衡.这可解释为当溶液的初始浓度较低时，吸附剂能够提供充足的吸附位点、活性基团，而随着溶液初始浓度的不断增加，吸附位点逐渐饱和，活性基团相对减少，则吸附剂达到吸附饱和(El-Ashtoukhy et al., 2008).且由图 4可知，随着温度的升高，核桃青皮炭对Pb2+和Cu2+的吸附量也随之增加.这说明吸附为吸热过程，高温有利于核桃青皮炭对Pb2+和Cu2+的吸附，与在较低温度下更容易进行的物理吸附不同(魏建文等，2014)，这也表明核桃青皮生物炭主要依靠化学行为吸附Pb2+和Cu2+.这一结果与之前的研究相类似.图4 不同温度下初始浓度对Pb2+(a)和Cu2+(b)吸附的影响Langmuir和Freundlich等温吸附方程常用来描述一定温度下吸附质和吸附剂之间的分配行为(近藤精一等，2006).本研究采用这2种等温吸附模型对实验数据进行拟合(图 5、图 6)，拟合参数见表 3，以期说明核桃青皮炭对溶液中Pb2+、Cu2+的吸附机制.相较于Freundlich模型，核桃青皮炭对Pb2+和Cu2+吸附都更好地符合Langmuir模型，且由Langmuir模型计算得到的饱和吸附量与实验所得数据相差不大，说明核桃青皮炭对Pb2+和Cu2+的吸附近似单分子层吸附.Liu等(2009)、张双圣等(2011)在研究生物炭吸附Pb2+时也得到了相似结论.无量纲参数分离因子RL可用来进一步表述吸附剂的吸附性能(Mohan et al., 2007;张再利等，2010;魏建文等，2014):不利吸附(RL>1);有利吸附(0<rl<=""></rl图5 核桃青皮炭吸附Pb2+(a)和Cu2+(b)的Langmuir吸附等温线图6 核桃青皮炭吸附Pb2+(a)和Cu2+(b)的Freundlich吸附等温线表3 等温吸附模型拟合参数3.2.3 吸附剂投加量对吸附的影响吸附剂的投加量是影响吸附特性最重要的因素之一(El-Ashtoukhy et al., 2008).核桃青皮炭对重金属离子的去除率随着吸附剂投加量的增加而增加，但其对重金属离子的吸附量却逐渐减小(图 7).这主要是由于吸附剂投加量的增加，总官能团数和有效的吸附点位增加，因此，重金属离子的去除率也随之增加(Pellera et al., 2012; 丁春霞等，2014)，而吸附量随着吸附剂投加量的增加而减小，可能与吸附剂的溶解性、结合位点之间的静电感应和排斥作用有关(王国惠等，2009).综合核桃青皮炭的投加量对Pb2+和Cu2+的去除率及吸附容量的考虑，确定核桃青皮炭吸附Pb2+和Cu2+时最佳投加量分别为0.8、1.5 g · L-1.图7 吸附剂投加量对Pb2+(a)和Cu2+(b)吸附的影响图8 pH对Pb2+和Cu2+吸附效果的影响3.2.4 溶液初始pH对吸附的影响pH通过影响生物炭的表面电荷、矿物组分的溶解、重金属离子的存在形式，进而影响生物炭对重金属的吸附.核桃青皮炭对溶液中Pb2+和Cu2+的去除率在不同初始pH下的变化如图 8所示.弱酸及中性条件下，核桃青皮炭对Pb2+和Cu2+均具有较好的吸附性能.Chen等(2011)在生物炭吸附Cu2+和Zn2+的研究中也得到了类似的结果.较酸性范围内，溶液中含有大量的H+，无论是生物炭表面的含氧官能团点位吸附还是π共轭点位吸附，直径较小的H+与重金属离子之间存在着很强的竞争关系，因此，Pb2+和Cu2+的吸附被抑制.随pH值的升高，核桃青皮炭表面所带的负电荷和表面有机官能团的酸离解度增加，且pH值的升高更有利于重金属离子水解(李瑞月等，2015)，这些因素都导致核桃青皮炭对Pb2+、Cu2+的去除率随着溶液初始pH值的升高呈明显增加趋势. 实验数据表明，pH在3~6之间核桃青皮炭对Pb2+和Cu2+具有很好的去除效果，该吸附反应适应的pH范围较宽，这有利于将核桃青皮炭运用于实际中.具体参见污水宝商城资料或更多相关技术文档。