黑腐酸对Cd2+的吸附响应面优化及机理研究

• 作者: 李昉泽 王平 门姝慧 黄占斌
• 来源期刊: 中国环境科学
• 学科: 地球科学
• 关键词: 黑腐酸 响应面优化 等温吸附 热力学 表征
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 环境生态
• 页码范围: 2615-2626
• 页数: 12页
• 分类号: X131
• 字数: 6718字
• 语种: 中文

摘要

以山西褐煤为原材料制备黑腐酸,选择吸附温度、时间、pH值、黑腐酸用量和Cd2+初始浓度5个影响因素,采用Box-Behnken响应面法对吸附条件进行优化,分别建立黑腐酸对Cd2+的吸附容量和吸附率的二次多项式模型,确定最优吸附条件.将吸附过程拟合等温吸附方程,进行热力学分析,并对材料进行表征.结果表明,pH值、黑腐酸用量和底物浓度为黑腐酸吸附Cd的显著影响因素,优化后的条件为温度308K、时间107.82min、pH=5.55、黑腐酸用量0.05g,底物浓度95.56mg/L,表明黑腐酸是一种良好的吸附材料,吸附效果随温度的升高而增大,能够处理高浓度重金属污染.吸附过程符合Langmuir模型,308K下最大吸附量为54.20mg/g;热力学分析得ΔG0＜0、ΔH0＞0、△S0＞0,即反应是自发的吸热熵增反应;黑腐酸表面粗糙多孔,具备良好的比表面积与孔隙结构,具有多种官能团,吸附反应有羟基、羧基等参与形成氢键,并与无机矿物发生离子交换.本研究可为揭示黑腐酸对重金属的吸附机理提供理论依据.