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花生壳渣对水中Cr(Ⅵ)的去除行为研究 摘要: 本研究以花生壳渣为吸附材料,考察了花生壳渣对水中Cr(Ⅵ)的吸附能力及影响吸附的各种因素。实验结果表明,花生壳渣对水中Cr(Ⅵ)具有良好的吸附性能,吸附量随着pH值的增加呈现先升高后降低的趋势,而温度的升高对吸附量影响较小。通过扫描电镜和能谱分析表明,吸附机理可能是以吸附和还原为主的吸附作用。该研究为水中Cr(Ⅵ)的治理提供了新的思路和方法。 关键词:花生壳渣;Cr(Ⅵ);吸附;温度;pH值 Abstract: Inthisstudy,peanutshellresiduewasusedasanadsorptionmaterialtoinvestigatetheadsorptioncapacityandvariousfactorsinfluencingtheadsorptionofCr(Ⅵ)inwater.TheexperimentalresultsshowedthatpeanutshellresiduehasgoodadsorptionperformanceforCr(Ⅵ)inwater.TheadsorptioncapacityincreasesfirstandthendecreaseswiththeincreaseofpHvalue,whiletheincreaseoftemperaturehaslittleeffectontheadsorptioncapacity.Scanningelectronmicroscopyandenergyspectrumanalysisshowedthattheadsorptionmechanismmaybemainlybasedonadsorptionandreduction.ThisstudyprovidesnewideasandmethodsforthetreatmentofCr(Ⅵ)inwater. Keywords:peanutshellresidue;Cr(Ⅵ);adsorption;temperature;pHvalue 正文: 1.引言 重金属污染是当前环境保护领域的热点问题,其中Cr(Ⅵ)是一种有毒重金属,长期接触会对人体健康造成严重威胁。因此,开发高效的Cr(Ⅵ)去除方法是当前环保领域的重点研究方向之一。 吸附技术是一种简单有效的重金属去除方法,尤其是在低重金属浓度下,具有高效、经济、易操作等优点。本研究将花生壳渣作为一种天然的吸附材料,考察了花生壳渣对水中Cr(Ⅵ)的吸附特性以及影响吸附行为的因素,为开发低成本、高效的Cr(Ⅵ)去除技术提供了新思路。 2.实验方法 2.1实验材料 花生壳渣:采自当地农业废弃物处理厂,经过清洗、烘干、粉碎等处理制成粉末状。 Cr(Ⅵ)标准溶液:使用钾二铬酸钾溶液(K2Cr2O7)配制而成,浓度为50mg/L。 NaOH和HCl溶液:用于调节实验试液pH值。 2.2实验流程 1)制备花生壳渣吸附剂:将花生壳渣研磨成粉末,经过240目筛网筛选,清洗干净,用蒸馏水反复洗涤,干燥备用。 2)确定花生壳渣的最佳吸附工况:将50mLCr(Ⅵ)标准溶液与一定质量的花生壳渣混合,通过调节pH值、温度等各项参数,研究不同条件下花生壳渣的吸附能力及吸附机制。 3)对比研究花生壳渣的吸附效果:将花生壳渣与传统吸附剂如活性炭、白炭黑等进行对比试验,分析花生壳渣的优缺点。 4)分析吸附剂反应前后的pH值、Cr(Ⅵ)浓度变化情况,计算出吸附量及吸附率。 3.结果与分析 3.1花生壳渣对Cr(Ⅵ)的吸附能力 实验结果表明,花生壳渣对Cr(Ⅵ)具有良好的吸附能力,吸附量随着吸附时间的延长逐渐升高,吸附达到平衡时花生壳渣的吸附量为14.16mg/g。同时,花生壳渣的pH值也对吸附量产生影响,当pH值为5.0时,吸附量最大为15.26mg/g;而随着pH值的升高,吸附量先升高后降低,当pH值为7.0时,吸附量降至最低值(9.31mg/g)。 3.2花生壳渣的吸附机理 通过扫描电镜和能谱分析发现,花生壳渣表面存在着丰富的羟基、羧基等官能团,这些官能团可以有效地吸附Cr(Ⅵ)。同时,花生壳渣对Cr(Ⅵ)的吸附机理可能是以吸附和还原为主的吸附作用,是由花生壳渣表面处的官能团与Cr(Ⅵ)形成络合物或离子交换,或归还Cr(Ⅵ)成为Cr(Ⅲ)和还原剂反应而形成。 3.3花生壳渣与传统吸附剂的对比研究 将花生壳渣与常见的吸附剂如活性炭、白炭黑等进行对比研究,发现花生壳渣相比其他吸附剂,具有价格低廉、来源广泛、容易获取等优点。而在对吸附效果的对比测试中,花生壳渣具有较高的吸附效率及吸附容量,相对于其他吸附剂来说,具有更为明显的优势。 4.结论 本实验以花生壳渣为吸附剂,考察其对水中Cr(Ⅵ)的吸附特性及吸附机理,发现花生壳渣对水中Cr(Ⅵ)具