改性葡萄藤对水中染料及重金属铅吸附特性的研究

摘要

本研究以农林废弃物葡萄藤为原料，选用氢氧化钠为改性剂，制备改性葡萄藤吸附剂，通过实验确定最佳改性条件，并研究改性后的葡萄藤对次甲基蓝和重金属铅的吸附性能与吸附机理。实验表明，在1g葡萄藤中加入浓度为0.08 mol/L的氢氧化钠20 mL，搅拌均匀，在70℃下改性70 min所得改性葡萄藤吸附剂吸附效果最好。氢氧化钠改性葡萄藤吸附次甲基蓝的最佳条件为:用0.5 g改性葡萄藤，处理40 mg/L的次甲基蓝溶液50mL,pH值为10.0,50℃条件下，振荡吸附100 min，吸附率可达98.6%。各因素对氢氧化钠改性葡萄藤吸附次甲基蓝效果的影响主次关系为:初始pH值＞吸附剂用量＞吸附时间＞染料初始浓度;吸附后的葡萄藤用3 mol/L的H2SO4溶液洗脱;吸附行为符合Freundlich吸附等温方程，属于单分子层吸附，热力学参数吉布斯自由能变△G<0,烩变△H=16.43 kJ/mol,熵变△S=60.86 J/mol·K，吸附过程符合拟二级动力学模型，反应活化能Ea=27.85kJ/mol，吸附是自发的、吸热的熵驱动过程;吸附作用以静电引力和离子交换作用为主。用此改性的葡萄藤吸附铅离子的最佳条件为:用1g葡萄藤处理50 mg/L的Pb2+溶液50 mL, pH=3，振荡吸附100 min，在室温下吸附率可以达到98.67%，吸附行为符合Langmuir吸附等温方程，理论饱和吸附量为2.4667 mg/g，吸附过程符合拟二级动力学模型。