蟹壳粉对牡蛎水解液中重金属离子的脱除作用课件

蟹壳粉脱除牡蛎水解液中重金属的研究,导 师: 任丹丹 副教授 答辩人: 辛 星 专 业: 食品科学与工程,1,研究的目的与意义 研究内容与方法 结果与讨论 结论,1,2,3,4,索引,2,研究的目的与意义,人体过量的摄入重金属会导致致病甚至威胁生命。人体食用因富集等作用而重金属超标的水产品时，就会对身体健康产生威胁。因此，研究一种健康、环保的重金属脱除方法，对于提高食品质量异常重要 蟹壳粉作为天然废料，来源广，成本低。被制成重金属吸附剂后，不仅具有较高的脱除率，而且环保健康，不会对环境造成二次污染 本文将蟹壳粉制成天然吸附剂，研究其对牡蛎水解液中的重金属的吸附作用,3,研究内容与方法,实验内容 本文以蟹壳粉作为吸附剂，对牡蛎水解液中Cd、Cr、Pb、As四种重金属进行了静态吸附试验 试验条件 1.蟹壳粉投加量对其吸附性能的影响 2.溶液pH值对蟹壳粉吸附性能的影响 3.吸附时间对蟹壳粉吸附性能的影响,4,研究内容与方法,实验方法 制备牡蛎水解液：用枯草杆菌蛋白酶酶解匀浆后的牡蛎软组织一定时间，灭活后冷却，并避光低温保存。 制备蟹壳粉：剥离熟蟹蟹壳，除去蟹肉，粉碎成粉末 将一定量的蟹壳粉投入到盛有10ml牡蛎水解液的锥形瓶中调节所需溶液pH在一定温度下水浴震荡所需时间抽滤消化定容采用原子分光光度石墨炉法和火焰法对Cd、Cr、Pb、As四种重金属进行含量测定通过实验数据评价蟹壳粉吸附性能,5,结果与讨论,实验结果-蟹壳粉投加量对吸附量的影响,图1.1 蟹壳粉投加量对Cd去除率和吸附量的影响 图1.2 蟹壳粉投加量对Pb去除率和吸附量的影响,6,结果与讨论,实验结果-蟹壳粉投加量对吸附量的影响,图1.3 蟹壳粉投加量对Cr去除率和吸附量的影响图 1.4 蟹壳粉投加量对As去除率和吸附量的影响,7,结果与讨论,讨论 趋势：脱除率逐渐升高，后趋于平衡 吸附量先增大后减小 最适投加量：0.02g（2g/L),8,结果与讨论,吸附等温线 吸附等温线的三种模型,型 Langmuir吸附模型 BET单层吸附模型 Freunlich等温吸附模型,9,结果与讨论,吸附等温线,10,结果与讨论,吸附等温线,对实验数据进行拟合，结果显示吸附过程与Langmuir等温吸附更为吻合,11,结果与讨论,实验结果-pH对蟹壳粉吸附性能的影响,图2.1 溶液初始pH值对Cd脱除率和吸附量的影响图 2.2 溶液初始pH值对Pb脱除率和吸附量的影响,12,结果与讨论,实验结果-pH对蟹壳粉吸附性能的影响,图2.3 溶液初始pH值对Cr脱除率和吸附量的影响图 2.4 溶液初始pH值对As脱除率和吸附量的影响,13,OH- OH- OH- OH- OH- H+ H+ H+ H+ H+ 高pH,NH3,H+ H+ H+ H+ H+ 低 pH,结果与讨论,OH-,壳聚糖,-NH2,壳聚糖,-NH2,结果与讨论,讨论 趋势：曲线呈抛物线状，最高峰处为 具有最大吸附量和脱除率的pH 值 最适pH：6,14,结果与讨论,动力学吸附试验-吸附时间对蟹壳粉吸附性能的 影响,图3.1 吸附时间对Cd脱除率和吸附量的影响图 3.2 吸附时间对Pb脱除率和吸附量的影响,15,结果与讨论,动力学吸附试验-吸附时间对蟹壳粉吸附性能的 影响,图3.3 吸附时间对Cr脱除率和吸附量的影响图 3.4 吸附时间对As脱除率和吸附量的影响,16,结果与讨论,动力学吸附试验-常用动力学模型 伪1级动力学方程: dqt/dt=k1(qe-qt) 伪2级动力学方程: dqt/dt=k2(qe-qt)2,17,结果与讨论,动力学吸附试验,由表可知，伪2级方程比伪1级方程拟合的更好，所以本实验的 吸附过程更适合用伪2级动力学模型进行描述,18,结论,1. 随着蟹壳粉投加量的增加，其脱除各种重金属的脱除率也逐渐增加，而吸附量呈现出先增大后减小的趋势。因此，蟹壳粉的加入量不宜过多，应控制在一定的范围内。本研究条件下，蟹壳粉投加量选用0.02g（2g/L）为宜。 2在强酸性（pH4)条件下，蟹壳粉对金属离子的吸附作用较弱，随着pH升高，吸附效果明显增强。当pH为46时，蟹壳粉对各金属的脱除率和吸附量均较高，而当pH7，吸附率和吸附量呈下降趋势。在研究中应控制溶液pH值为46。 3. 蟹壳粉对牡蛎水解液中Cd、Pb、Cr、As四种重金属的吸附符合Langmuir等温模型，表明其吸附为单层吸附。,19,结论,4. 蟹壳粉对重金属的吸附过程符合伪二级（Ho Y S二级）动力模型，在多元体系下，蟹壳粉对四种金属离子的吸附表现为竞争吸附作用。 5. 蟹壳粉对牡蛎水解液中的重金属具有较好的吸附脱除作用，综合考虑投加量、pH以及吸附时间等因素，确定蟹壳粉吸附牡蛎水解液中重金属的最佳条件：投加量为2g/L，pH=6，吸附时间240min。在此种条件下，对Cd、P