改性柚子皮对金属吸附性能研究

PAGE题目改性柚子皮对金属吸附性能研究TITLEStudyonmetaladsorptionpropertiesofmodifiedpomelopeelPAGEIII摘要近年来，重金属污染问题逐渐成为水环境面临的巨大挑战。水体中的重金属会被浮游植物吸收，通过食物链积累，对生物体和生态系统产生危害。因此，对水中重金属的去除的研究具有十分重要的意义。本文采用柚子皮粉末吸附水中的Ni(II)与Cr(VI)，通过实验考察了温度、pH、Ni(II)与Cr(VI)的初始浓度、吸附时间和投加量以及NaCl和CaCl2浓度变化对吸附效果的影响。主要研究结果如下：1、研究了温度对实验的影响，结果表明温度在25℃时，柚子皮对Ni(II)与Cr(VI)的吸附效果更好。2、研究了pH值对实验的影响，结果表明Cr(VI)的吸附效果在酸性条件下更好。Ni(II)的吸附效果在碱性条件下更好。本实验中皆未调节溶液初始pH值。3、研究了Ni(II)与Cr(VI)的初始浓度对实验的影响，结果表明最适宜初始浓度为10mg/L。4、研究了吸附时间对实验的影响，结果表明改性柚子皮吸附Ni(II)与Cr(VI)的最佳时间都是120min。5、研究了改性柚子皮投加量对实验的影响，随着柚子皮投加量的增加，Cr(VI)和Ni(II)的吸附率逐渐升高，吸附量逐渐减小。当改性柚子皮投加量为10g/L以后时，Cr(VI)和Ni(II)的吸附率和吸附量增加缓慢，所以文中改性柚子皮投加量大多采用10g/L。相比而言，柚子皮吸附Cr(VI)的效果好于Ni(II)。6、研究了NaCl和CaCl2浓度变化对实验的影响，结果表明盐浓度的变化对改性柚子皮吸附Cr(VI)和Ni(II)的影响大致相同，随着盐浓度的增加，对Cr(VI)和Ni(II)的吸附都有一定抑制作用。7、研究了吸附动力学方程，结果表明改性柚子皮对Cr(VI)和Ni(II)吸附都更符合准二级动力学模型。关键词：柚子皮粉末；吸附；Ni(II)；Cr(VI)；动力学；辽宁石油化工大学毕业设计（论文）用纸PAGEIIIAbstractNowadays,heavymetalpollutionhasbecomeaproblemwemustface,andtheremovalofheavymetalionsinwastewaterhasbecomeanurgentissueinthefieldofenvironmentalprotection.Inthispaper,grapefruitpeelpowderwasusedtoadsorbNi(II)andCr(VI)inwater.Throughexperiments,theeffectsoftemperature,pH,initialconcentrationofNi(II)andCr(VI),adsorptiontimeanddosage,aswellasNaClandCaCl2concentrationchangesontheadsorptioneffectwereinvestigated.Themainresearchresultsareasfollows:1.Theeffectoftemperatureontheexperimentwasstudied.Theresultsshowedthattheadsorptioneffectwasbetterwhenthetemperaturewas25℃.2.TheeffectofpHvalueontheexperimentwasstudied,andCr(VI)adsorptioneffectwasbetterunderacidicconditions.TheadsorptioneffectofNi(II)wasbetterunderalkalineconditions.Inthisexperiment,theinitialpHvalueofthesolutionwasnotadjusted.3.TheeffectsoftheinitialconcentrationsofNi(II)andCr(VI)ontheexperimentwerestudied,andtheresultsshowedthattheoptimalinitialconcentrationwas10mg/L.4.Theeffectofadsorptiontimeontheexperimentwasstudied.TheresultsshowedthattheoptimaladsorptiontimeforNi(II)andCr(VI)ofmodifiedpomelopeelwasboth120min.5.Theeffectofaddingamountofmodifiedpomelopeelontheexperimentwasstudied.Theresultsshowedthattheoptimaladdingamountofmodifiedpomelopeelwas10g/L.Incomparison,Cr(VI)adsorptionofpomelopeelwasbetterthanNi(II).6.TheeffectsofNaClandCaCl2concentrationsontheadsorptionofCr(VI)andNi(II)bymodifiedpomelopeelwerestudied.TheresultsshowedthatthechangeofsaltconcentrationhadroughlythesameeffectontheadsorptionofCr(VI)andNi(II)bymodifiedpomelopeel.7.Theadsorptionkineticequationwasstudied,andtheresultsshowedthatCr(VI)andNi(II)adsorptionbymodifiedpomelopeelweremoreinlinewiththequasi-secondorderkineticmodel.Keywords:Pomelopeelpowder;Adsorption;Ni(II);Cr(VI);Dynamics目录摘要 IAbstract I1文献综述 11.1重金属污染及其处理现状 11.1.1重金属污染概述 11.1.2铬的来源及其危害 21.1.3镍的来源及其危害 21.1.4重金属污染修复的现状 31.2柚子皮吸附的应用研究 41.2.1柚子皮的概述 41.2.2柚子皮吸附重金属的研究进展 41.3本文的研究目的和意义 51.4本文的主要内容 62实验部分 72.1实验仪器与试剂 72.1.1实验仪器与药品 72.1.2实验原料和试剂 72.2实验方法 82.2.1改性柚子皮的制备 82.2.2吸附实验 82.2.3Cr(VI)浓度的测定 92.2.4Ni(II)浓度的测定 102.3标准曲线 102.3.1Cr(VI)标准曲线的绘制 102.3.2Ni(II)标准曲线的绘制 103结果与讨论 123.1改性柚子皮对铬吸附性能研究 123.1.1改性柚子皮与未改性柚子皮的比较 123.1.2吸附时间对Cr(VI)吸附效果的影响 133.1.3柚子皮投加量对Cr(VI)吸附效果的影响 143.1.4初始Cr(VI)浓度对吸附的影响 153.1.5pH对Cr(VI)吸附效果的影响 153.1.6温度对Cr(VI)吸附的影响 163.1.7盐对Cr(VI)吸附效果影响 193.1.8吸附等温方程 203.1.9吸附动力学 233.2改性柚子皮对镍吸附性能研究 253.2.1吸附时间对Ni(II)吸附效果的影响 253.2.2柚子皮投加量对Ni(II)吸附效果的影响 263.2.3初始Ni(II)浓度对吸附的影响 283.2.4pH对Ni(II)吸附效果的影响 283.2.5温度对Ni(II)吸附的影响 293.2.6盐对Ni(II)吸附效果影响 323.2.7吸附等温方程 323.2.8吸附动力学 344结论 37参考文献 38谢辞 错误!未定义书签。 PAGE21文献综述工业废水对生态环境和人类健康影响日益严重，废水中溶解的重金属离子经过水体中生物链富集，最终进入人体，引起各种疾病，给人体健康带来严重的影响[1]。柚子是我国的主要水果之一，它广泛种植在南方的许多地区，柚子皮占柚子总质量的44%~54%，在柚子皮的内部，有大量的纤维素。我国目前对柚子皮的研究主要是关于如何提取果皮的精油、色素和果胶。如果采用改性后的柚子皮对重金属进行生物吸附，可为其处理提供了一种技术可行、以废治废、环境友好型的方法[1]。1.1重金属污染及其处理现状近年来，我国的城市现代化和工业化发展迅速，重金属污染现象愈发频现，其主要原因是由于工业废水中含有大量的重金属离子所致[2]，重金属离子在水体中的毒性通过生物累积在食物链中富集[3]，对环境和人类健康构成直接威胁[4]。因此，工业废水中的重金属离子去除已经成为环保领域急需解决的课题。目前，工业废水中重金属离子的去除方法主要有电化学法、活性炭吸附法及膜分离法等[5]，其中，电化学法、活性炭吸附法及膜分离法成本较高，而化学沉淀法又极易造成水体的二次污染[6-9]，生物吸附法因为具有价格低廉、吸附效果好等优点，现已在废水处理中得到广泛应用[10~12]。1.1.1重金属污染概述密度在5.0g/cm3以上的金属被称为重金属，生活中常见的金（Au）、银（Ag）、铜（Cu）、钨（W）、钼（Mo）、钯（Pd）等，都是重金属，重金属种类特别多，约有45种。除此之外砷（As）、氟（F）等非金属污染，由于其与重金属有相似的毒性，也列为重金属污染。其中尤其是铅、砷、镉等对人体毒害很大。重金属易于积累，不易分解，且具有毒性，进入到人体内，影响体内蛋白、酶等的作用，难以代谢，使人体机能受损。水体中的重金属会被浮游植物吸收，通过食物链积累，对生物体和生态系统产生危害。1.1.2铬的来源及其危害水溶性铬，是指铬酸盐或重铬酸盐，以三价和六价两种价态存在，其中六价铬毒性较强[14]，通常写作Cr（Ⅵ）或Cr6+。六价铬是容易被人体所吸收的，可通过消化、呼吸道等途径侵入人体，对人体的健康造成影响。通过呼吸空气中含有不同浓度的铬酸酐时有不同程度的沙哑、鼻黏膜萎缩，严重时还可使鼻中隔穿孔和支气管扩张[13]。经消化道侵入时可引起呕吐、腹痛。经皮肤侵入时会产生皮炎和湿疹。危害最大的是长期或短期接触或吸入时有致癌危险，一旦地下水受到铬污染，将造成地下水无法饮用的严重后果。如果不采取专门的治理措施，这种污染几十年无法消除，对生态的破坏长期无法恢复[14]。1.1.3镍的来源及其危害社会的发展，离不开镍。镍具有良好的延展性、高导磁性和抗腐蚀性，因此被广泛应用于各行各业。随着我国各方面建设步伐的加快，我国镍产业迅猛发展。数据显示，2005年以来，我国是世界上最大的镍资源消费国[15]。镍及其化合物对环境造成的污染统称为镍污染[16]，其来源根据环境介质的不同可分为大气中、土壤中以及水体中的镍污染。大气中的镍主要来自煤与石油的燃烧以及镍矿石或其他含镍金属矿石的冶炼[17]。与大气中镍的来源略有不同，土壤中的镍通常来自农业灌溉与土地施肥过程[18]。水体中的镍则主要来自电镀、冶炼、采矿与加工等过程所产生的工业废水与一些固体废弃物渗滤液的直接排放[19]。镀镍生产过程中产生的含镍废水主要来源于清洗水、过滤水及相关废液和脱镍液，相关化验或处理过程的排水或是因为人为管理、操作不当而造成泄露的废水[20]。镍对人体的的危害有很多方面，例如镍常引发人类的接触性皮炎，医学上称其为“镍痒症”，得此皮炎的人先是皮肤剧痒，后出现红斑等严重症状[21,22]。除此之外，镍可能引发慢性咽炎、气管炎甚至肺炎。镍还有致癌性，流行病学研究发现镍化合物与肿瘤有关，可能引发镍冶炼工人罹患鼻癌和肺癌[23,24]。研究表明四羰基合镍就是由镍与一氧化碳形成的，这是一种致癌物，易导致肺癌[25]。1.1.4重金属污染修复的现状目前，按照重金属的污染情况来说，主要可以将重金属污染修复技术分为以下几种情况：(1)膜分离技术法膜分离技术法主要是利用外界能量差，运用一种特殊的薄膜来对水体溶液进行选择性过滤。通过这种方法可以对水体实现分离、提纯、分级以及富集等。膜分离技术法主要有：渗析、反渗透、电渗析法等。电渗析膜技术法主要包含着一个阳离子交换膜，运用直流电场来将水体中的重金属进行分离透析，实现水体的修复。(2)化学治理法在水体重金属污染中，还有一种手段可以去除重金属污染，即化学法。通常使用的方法是化学沉淀法与化学电解法等[26]。化学沉淀法主要是借助于一些化学反应将溶解态的重金属污染物转换为不溶于水的化学沉淀物，所转化出来的重金属沉淀物应该进行科学处理，避免出现二次污染的情况。而化学电解法，主要是借助于电解法将高浓度污染废水中的重金属离子进行抽离，现阶段主要被应用于电厂等电镀废水的污染治理当中，效果较为显著，能够避免环境污染。(3)物理修复法针对物理修复法来说，主要分为两种：吸附法与离子还原法（交换法）。其一，吸附法作为一种传统型的重金属废水处理法，主要是利用一些工业废弃物来吸附重金属，有效地减少了处理成本；其二，离子还原法是借助于化学还原剂来还原水体中的重金属，将其变成一种无法被污染的化学物。离子还原法的优点是在一定程度上可以降低金属污染危害，其原理是离子还原法有效降低了重金属在水体中的迁移性。而离子交换法，主要是借助于金属离子交换剂来交换污染水体中的重金属，将重金属分离出来，实现水体治理的目的[27]。(4)生物修复法现阶段，生物修复法作为一种广泛应用的修复手段，受到了世界各国的高度关注。由于修复中运用到的生物不同，主要分为三种方法：其一，植物修复法，主要是借助于一些特定的植物来治理环境污染，运用植物去除重金属元素，实现治理环境污染的最终目的[28]；其二，动物修复法，主要是借助于一些特定的鱼类或者水生物种来吸收或者富集水中的重金属，并将他们直接排出水外，实现环境污染治理的目的；其三，微生物修复法，主要是运用微生物来转化重金属的固定形态，进而实现修复与治理。综上所述，对于每种水体重金属污染的处理方法都各自具备自身的优势与劣势。因此，在处理废水的过程中，为了契合环保的要求，应该立足于实际情况，选取合理的方法进行治理。从可持续发展的角度来说，我国着重于以生物修复法作为最佳方法，这也是科研的重要方向。因此，只有保证水体安全，才能够确保人类的身体健康与生命安全，对于环保部门来说任重而道远，不容小觑[29]。1.2柚子皮吸附的应用研究1.2.1柚子皮的概述柚子皮是柚子的外皮，柚子皮的质量占柚子的总质量一半以上，储量丰富。柚子皮有丰富的营养物质，纤维素等。1.2.2柚子皮吸附重金属的研究进展柚子皮可以作为优良的重金属吸附材料，但影响其吸附量的因素有很多，所以在实际应用中，实验人员常常对柚子皮进行一定的改性处理，以提高吸附重金属的性能，并扩大应用领域[39]。不同柚子皮的改性方法有不同的吸附用途，其中具有代表性的改性方法包括：物理改性、化学改性、微生物改性和复合改性等。（1）物理改性物理改性主要通过蒸汽活化和热处理这两种方式实现。Li等人将生物炭加热至所需温度（800~900℃）的温度下1~2h，通入空气、氢气或氩气使生物炭表面形成新的官能团[30]。Liu等人发现热处理通过去除亲水基团如羰基和醚基团来增加生物炭的表面疏水性。同时，H2的通入可以使一些活性位点失活，加强碳的稳定性，比如通过形成稳定的CAHX键从而提高其稳定性和碱性[31]。（2）化学改性化学改性，是目前使用最多的改性方法。常见的化学试剂包括酸、碱、盐。与之对应的化学改性方法为酸改性、碱改性、负载改性。Jung等人利用NaOH改性，通入氮气的情况下，发现比积增加，推测可能含氮基团修饰到生物炭的表面，生物炭的亲水性降低[32-33]。（3）微生物改性在生物炭表面固定微生物被称作生物炭的微生物改性，这种改性方式基于生物炭可为微生物的寄生与繁殖提供较好的生存环境，利用二者的协同作用改善生物炭的吸附性能[34]。Rivera-Utrilla等人发现较大的比表面积与孔隙结构有助于微生物吸附到载体表面。固定在碳质表面的微生物能对废水中部分有机物进行初步氧化，减少有机物与碳质材料表面的吸附位点的接触，既提高了对污染物的处理能力，又延长了该吸附床层的使用寿命[35]。（4）复合改性随着改性技术的不断发展，科学家提出了在单一改性方式的基础上进行的生物炭的复合改性。Ma等人利用聚乙烯亚胺（PEI）和碱对竹炭进行复合改性，发现由于改性丰富了生物炭的表面官能团并且PEI向生物炭表面引入了氨基，氨基中的孤对电子有利于Cr（Ⅵ）的固定，对含铬废水中的Cr（Ⅵ）最大吸附量高达435.7mg/g[36]。1.3本文的研究目的和意义重金属被认为是“具有高毒性的高密度化学成分”。重金属由于其不易降解性、高毒性和稳定性而引起了人们的广泛关注。工业活动的与日俱增，农药、杀虫剂和油漆等的使用和现代化文明建设已将重金属离子扩散到空气、土壤和水中，最终进入食物链并污染整个生态系统。因此，探索廉价简便且处理效果好的的方法来吸附重金属离子至关重要。本文柚子皮为主要原料,将新鲜柚子皮经过烘干粉碎改性后用于吸附去除水中的六价铬和二价镍。有研究显示，柚子皮具有一定的吸附能力，可用于吸附去除水中的六价铬和[37]二价镍。本文希望通过对改性柚子皮吸附重金属的研究，探索出可以利用廉价高效的柚子皮作为原料的重金属离子的水处理剂的方法。通过对其吸附重金属离子的条件的研究，对实际处理时可能会出现的问题提供理论支持。1.4本文的主要内容本文以典型的重金属离子铬和重金属离子镍为例。以柚子皮为原料，采用不同的方法对柚子皮进行改性，得出最优良的改性方法。重点研究改性后的柚子皮对不同重金属离子的吸附作用。并对改性柚子皮的投加量、pH值、温度，时间、Cr（Ⅵ）和Ni(Ⅱ)的初始浓度等不同条件对吸附性能的影响进行讨论，还进行了动力学模型，等温吸附模型等方面的讨论。2实验部分2.1实验仪器与试剂2.1.1实验仪器与药品表2-1实验仪器Table2-1Experimentinstrument仪器名称仪器型号生产厂家可见分光光度计VIS-7220北京瑞利分析仪器公司pH计pHS-3C系列杭州奥立龙仪器有限公司电子天平ALC-2104北京赛多利斯仪器系统有限公司康氏振荡器KS江苏金坛市佳美仪器有限公司空气浴振荡器HZQ-C哈尔滨市东联电子技术开发有限公司电热恒温鼓风干燥箱DHG-9146A上海精宏实验设备有限公司低速离心机LD5-2A北京医用离心机厂高速万能粉碎机FW100天津市泰斯特仪器有限公司容量瓶移液管离心管吸耳球碘量瓶刻吸管洗瓶具塞比色管烧杯锥形瓶氯化锌溶液、重铬酸钾溶液、柠檬酸、氢氧化钠溶液、蒸馏水、次磷酸钠、柚子皮、无水乙醇、氯化镁溶液、草酸、异丙醇、丙酮、硫酸、磷酸、二苯碳酰二肼、丁二酮肟、硝酸2.1.2实验原料和试剂(1)铬贮备液：称取120℃干燥2h的重铬酸钾0.1414g，用水溶解，移入500mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。每升贮备液含0.100g六价铬[38]。使用当天配置。铬标准使用液：吸取10.00mL铬标准贮备液于200mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。每升标准使用液含5.00mg六价铬。使用当天配制[38]。(2)显色剂溶液：称取二苯碳酰二肼0.2g，溶于50mL丙酮中，加水稀释至100mL，摇匀，贮于棕色瓶中，置冰箱中保存。颜色变深后不能再用。(3)1：1硫酸：取50mL水，缓慢加入50mL浓硫酸，备用。(4)1：1磷酸：50mL磷酸与50mL水混合后备用。(5)镍贮备液：称取金属镍0.1000g溶解在10mL磷酸溶液中，加热蒸发至近干，冷却后加0.16mL/L硝酸溶液，转移到100mL空容量瓶中，用水稀释至标线。(6)镍标准使用液：20.0mg/L：取10.0mL镍标准贮备液于500mL容量瓶中，用水稀释至标线。2.2实验方法2.2.1改性柚子皮的制备（1）柚子皮(pomelopeel，PP)经自来水和蒸馏水洗净后于70℃恒温干燥箱中，烘干24h，粉碎，过100目筛，贮存备用。取50gPP置于烧杯中，加入1000mL30%的异丙醇，在室温条件下，浸泡搅拌24h，然后抽滤，接着用蒸馏水洗至无色，抽滤后，将样品置于70℃的恒温干燥箱中，烘干计时24h，得到柚子皮吸附剂（PPI）。取30gPPI于烧杯中，加入500mL质量分数为1%的氢氧化钠浸泡搅拌24h，抽滤，用蒸馏水洗至pH进中性，抽滤后，将样品置于70℃的恒温干燥箱中，烘干计时24h，得柚子皮吸附剂（PP2）。将20gPP2置于烧杯中，加入500mL1%的草酸，浸泡搅拌24h，抽滤，然后用蒸馏水洗多次，抽滤后，将样品置于70℃的恒温干燥箱中，烘干24h，得到改性柚子皮吸附剂（moclifiedpomelopeel，MPP）。2.2.2吸附实验在250mL的碘量瓶中加入一定初始浓度的Cr(VI)溶液50mL和一定质量的吸附剂，通过改变吸附时间、吸附剂投加量、Cr(VI)溶液的初始浓度、温度、pH值等实验条件，在空气浴振荡摇床中进行振荡吸附，然后以4000r/min的转速进行离心分离15min，取适量上清液测定剩余六价铬离子浓度，计算吸附率和吸附量。采用Cr(VI)的吸附率和吸附量作为评价吸附剂吸附性能的重要指标。（2-1）（2-2）式中：C0——吸附前初始Cr(VI)的浓度（mg/L）；Ce——吸附后剩余Cr(VI)的浓度（mg/L）；qe——吸附剂的吸附容量（mg/g）；V——Cr(VI)溶液的体积（L）；m——吸附剂的质量（g）。2.2.3Cr(VI)浓度的测定原理：在酸性溶液中，六价铬与二苯碳酰二肼反应，生成紫红色化合物，其最大吸收波长为540纳米，吸光度与浓度关系符合比尔定律[38]。水样预处理：（1）不含悬浮物和低色度的清洁地面水，可直接进行测定。

（2）如果水样有色但不深，可进行色度校正。即另取一份试样，加入除显色剂以外的各种试剂，以2mL丙酮代替显色剂，用此溶液为测定试样溶液吸光度的参比溶液。（3）对浑浊、色度较深的水样，应加入氢氧化锌共沉淀剂并进行过滤处理。（4）水样中存在次氯酸盐等氧化性物质时，干扰测定，可加入尿素和亚硝酸钠消除。（5）水样中存在低价铁、亚硫酸盐、硫化物等还原性物质时，可将Cr(VI)还原为Cr(III)，此时，调节水样pH值至8，加入显色剂溶液，放置5min后再酸化显色，并以同法作标准曲线。水样的测定：取适量（含Cr(VI)少于50μg）无色透明或经预处理的水样于50mL比色管中，用水稀释至标线，测定方法同标准溶液。进行空白校正后根据所测吸光度从标准曲线上查得Cr(VI)的含量。计算

Cr(VI)（mg/L）=m/V（2-3）式中：m-从标准曲线上查得的Cr(VI)量（μg）；

V-水样的体积（mL）。2.2.4Ni(II)浓度的测定原理：在氨溶液中，碘存在下，镍与丁二酮肟作用，形成组成比为1:4的酒红色可溶性络合物，于波长530nm处进行分光光度测定。计算

Ni(II)（mg/L）=m/V（2-4）式中：m-从标准曲线上查得的Ni(II)量（mg）；

V-水样的体积（mL）。2.3标准曲线2.3.1Cr(VI)标准曲线的绘制取10支50mL比色管，依次加入0、0.2、0.5、1.0、2.0、4.0、6.0、8.00、10.0和12.0mL铬标准使用液，用水稀释至标线，加入1：1硫酸0.5mL和1：1磷酸0.5mL，摇匀。加入2mL显色剂溶液，摇匀。5-10min后，于540nm波长处，用1cm比色皿，以0号为参比，测定吸光度并作空白校正。纵坐标为吸光度，相应六价铬质量为横坐标绘出标准曲线。2.3.2Ni(II)标准曲线的绘制取7支25mL比色管，依次加入0、1.0、2.0、3.0、4.0、6.0、8.00镍标准使用液，用水稀释至10mL，加入2mL柠檬酸铵溶液，摇匀。加入1mL碘溶液，加水至20mL，摇匀；加入2mL显色剂溶液丁二酮肟，摇匀；再加入2mlNa2—EDTA，加水至标线摇匀。15min内，于530nm波长处，用1cm比色皿，以水为参比，测定吸光度并作空白校正。纵坐标为吸光度，相应Ni(II)质量为横坐标绘出标准曲线，见图2-1，2-2。图2-1Cr(VI)标准曲线Figure2-1Cr(VI)standardcurve图2-2Ni(II)的标准曲线Figure2-2Ni(II)standardcurve3结果与讨论3.1改性柚子皮对Cr(VI)吸附性能研究柚子皮吸附重金属离子的过程中，会有多种因素影响吸附效果，投加量、吸附时间、pH值、温度等因素都会对Cr(VI)去除率产生影响。实验选用室温条件，研究改性柚子皮在不同实验条件下对Cr(VI)的去除效果。3.1.1改性柚子皮与未改性柚子皮的比较将0.5g改性柚子皮与未改性柚子皮分别与初始浓度为10mg/LCr(VI)混合，在25℃、170rpm/min的振荡器内分别振荡120min后取出，离心10min后测定吸光度，分别计算吸附率，并绘制时间与它们的关系图，见图3-1图3-1改性柚子与未改性柚子皮对Cr(VI)的吸附率Figure3-1AdsorptionrateofCr(VI)betweenmodifiedandunmodifiedpomelopeel如上图所示，可知道改性柚子皮与未改性柚子皮对Cr(VI)的吸附率的不同，在相同的实验条件下，未改性柚子皮对Cr(VI)的吸附率为76.71%，而改性柚子皮对Cr(VI)的吸附率为89.67%。由此可判断，可以进行柚子皮的改性。3.1.2吸附时间对Cr(VI)吸附效果的影响将0.5g改性柚子皮与50mL初始浓度分别为10mg/L和20mg/L的Cr(VI)混合，在25℃、170rpm/min的振荡器内分别振荡5-180min后取出，离心10min后测定吸光度，计算吸附率和吸附量qe,并绘制时间与它们的关系图，见图3-2图3-2时间对改性柚子皮吸附Cr(VI)影响Figure3-2EffectoftimeonCr(VI)adsorptionofmodifiedpomelopeel如图3-2所示，当时间在5-120min范围内增加时，改性柚子皮对Cr(VI)的吸附效果越来越好。当改性柚子皮吸附10mg/L的Cr(VI)溶液时，吸附量qe和吸附率在5-120min增加比较明显，此时，10mg/L的Cr(VI)溶液吸附率略高于20mg/L的Cr(VI)溶液，吸附量qe略低于20mg/L的Cr(VI)溶液。同理，改性柚子皮吸附20mg/L的Cr(VI)溶液时，吸附量qe和吸附率在5-120min增加也比较明显。当吸附到120min之后，不同Cr(VI)溶液浓度的吸附量qe和吸附率曲线都没有明显的爬升。总体来看，曲线开始都呈上升趋势，且在120min处达到最合适的值，所以本实验改性柚子皮吸附Cr(VI)溶液的振荡时间为120min。3.1.3柚子皮投加量对Cr(VI)吸附效果的影响将（2-30g/L）改性柚子皮分别加入到装有10mg/LCr(VI)溶液250mL的碘量瓶中进行混合，在25℃、170rpm/min的振荡器内振荡120min后取出，离心10min后测定吸光度，计算吸附率和吸附量qe，并绘制改性柚子皮投加量与它们的关系图，见图3-3。图3-3改性柚子皮投加量对其吸附Cr(VI)影响Figure3-3EffectofmodifiedpomelopeelonitsadsorptionCr(VI)如图3-3所示，随着改性柚子皮投加量的增加，吸附率呈上升趋势，吸附量qe却快速下降。当改性柚子皮投加量30g/L时，吸附率为93.92%，达到最大，此时吸附量qe仅为0.31mg/g；当投加量为10g/L时，Cr(VI)吸附率和吸附量qe分别为89.67%和0.90mg/g。投加量至10g/L后吸附率上升的速率缓慢，曲线趋于平缓，吸附量qe的下降也有所减慢，因此，之后的实验使用改性柚子皮投加量为10g/L。3.1.4初始Cr(VI)浓度对吸附的影响在不同温度（25-40℃）下，控制不同初始浓度的Cr(VI)溶液与0.5g改性柚子皮混合，后在25℃、170rpm/min的振荡器内振荡120min后取出。离心10min后测定吸光度，其各温度下的吸附率和吸附量与Cr(VI)初始浓度关系见图3-4。图3-4Cr(VI)浓度对其去除率影响Figure3-4TheeffectofinitialCr(VI)concentrationonitsremovalrate如图3-4所示，在不同温度下，曲线的变化是具有相同规律的，首先随着温度的升高，吸附量都有明显的提，同时吸附率也明显下降。在相同温度下，随着Cr(VI)初始浓度的提高，吸附率一直降低，同时吸附量一直在升高。因此，在Cr(VI)初始浓度到达30mg/L时，吸附率达到最低点为64.64%，同时吸附量到达最高值为2.42mg/g。3.1.5pH对Cr(VI)吸附效果的影响将0.5g的改性柚子皮投加到250mL的碘量瓶中，再分别加入HCl和NaOH控制pH，与10mg/L的Cr(VI)溶液进行反应，在25℃、170rpm/min的振荡器内振荡120min后取出，离心10min后测定吸光度，计算吸附率和吸附量qe，考察pH对Cr(VI)的吸附影响，并绘制与关系图，见图3-5。图3-5pH对柚子皮吸附Cr(VI)影响Figure3-5EffectofacidityonadsorptionCr(VI)ofpomelopeel如图3-5所示，可以明显看出pH对柚子皮吸附Cr(VI)有着巨大的影响。在吸附初始阶段，吸附率和吸附量下降趋势非常明显，当pH为2.54时，吸附率和吸附量的下降趋势开始变缓，但总体依然保持下降态势，并且在pH为6.7时再次有明显的下降趋势。由此可知pH越高对改性柚子皮吸附Cr(VI)的影响越大。因此，在酸性条件下，更适宜改性柚子皮吸附Cr(VI)。3.1.6温度对Cr(VI)吸附的影响在不同温度下（25-40℃），分别控制不同Cr(VI)初始浓度与0.4g改性柚子皮混合，在25℃、170rpm/min的振荡器内振荡120min后取出。离心10min后测定吸光度，得出温度与吸附量的关系见图3-6。图3-6温度对改性柚子皮吸附Cr(VI)影响Figure3-6EffectoftemperatureonmodifiedpomelopeeladsorptionofCr(VI)如图3-6所示，可以清晰地看出随着温度的升高，各初始浓度的Cr(VI)溶液的吸附量随着温度的提高有明显的下降趋势，同时因为本实验Cr(VI)溶液的初始浓度不同，可以得出初始浓度越高时，吸附量越大的结论。因此要提高吸附效果，在25℃进行实验效果最好。根据公式（3-1）和（3-2）可计算Cr(VI)的吸附热力学参数，即吸附自由能变（△G，kJ/mol）、吸附焓变（△H，kJ/mol）和吸附熵变（△S，J/(mol·K)）。(3-1)(3-2)式中R为气体常数。R一般取值为8.314J/mol·K；图3-7温度对吸附Cr(VI)的△G-T曲线Figure3-7Plotsof△GagainsttemperatureforCr(VI)adsorbedmodifiedpomelopeel表3-1酸改性硅藻土吸附Cr(VI)的热力学参数值Table3-1ThermodynamicparametersofCr(VI)adsorptiononmodifiedpomelopeel初始浓度mg/L△HkJ/mol△SJ/(mol·K)△GkJ/mol298K303K308K313K50.0625-18.2020.430.771.021.39100.00732-21.1130.711.041.421.80150.0649-18.1121.311.491.712.32200.0508-13.4231.791.932.112.5725300.06200.0593-16.26614.7542.272.952.493.192.713.483.223.84如图3-7所示，为改性柚子皮吸附自由能变和吸附温度曲线，拟合相关参数见表3-1，通过拟合直线的斜率和截距即可得到△H和△S。吸附自由能（△G）的变化可以体现吸附优惠性，从表3-1中可以看出，所有的吸附焓变△H都是正值，表明酸改性柚子皮对Cr(VI)的吸附是一个吸热过程，升高温度Cr(VI)吸附自由能减小，更利于Cr(VI)吸附的自发进行。而△S＜0，则说明为吸附熵减过程。3.1.7盐对Cr(VI)吸附效果影响通过加入NaCl或CaCl2固体颗粒增加10mg/LCr(VI)溶液的盐浓度，再加入0.5g的改性柚子皮混合均匀，振荡120min后，离心10min后测定其吸光度，并计算吸附率和吸附量。探究盐浓度与它们的关系，绘制曲线图，结果见图3-8。图3-8NaCl和CaCl2浓度变化对柚子皮吸附Cr(VI)影响Fig.3-8EffectofNaClandCaCl2concentrationonCr(VI)adsorptiononpomelopeel如图3-8所示，盐浓度对于柚子皮吸附Cr(VI)有较大的影响，两种不同盐的加入对反应有着相同的影响。随着NaCl(0-0.2mol/L)加入量的变化，吸附率、吸附量曲线变化较小，说明NaCl对柚子皮吸附Cr(VI)影响较小。随着Ca2+（0-0.2mol/L）加入量的变化吸附率、吸附量曲线总体也都呈下降趋势，说明Ca2+对柚子皮吸附Cr(VI)也有抑制作用。因此，盐浓度对于柚子皮吸附Cr(VI)有较大的影响。3.1.8吸附等温方程吸附等温线用来描述在一定温度下，吸附质在两相间达到平衡后浓度间的关系。尽管已经建立了许多吸附等温线模型来拟合污染物在吸附质上的吸附行为，考虑到模型参数的复杂性和吸附机理解释的方便性，以及根据实验数据的拟合程度，现有研究常用的模型是Langmuir模型和Freundlich模型。Langmuir等温线是应用最广泛的吸附方程，能够在比较宽的浓度范围内很好的描述实验数据。Langmuir方程基于如下三个假设：(1)吸附剂表面的吸附作用是均匀的；(2)分子吸附是单分子层吸附；(3)吸附分子彼此没有相互作用。Langmuir方程在低浓度时遵守亨利定律。方程线性形式如下：（3-3）式（3-3）中qm是最大吸附量(mg·g-1)；Ce和qe分别为达到平衡时溶液相(mg·L-1)及吸附剂相(mg·g-1)上的吸附质的浓度；b是与吸附能相关的平衡常数。以Ce/qe(即Kd)对Ce作图得到直线，通过斜率和截距可以计算得到qm和b。用Langmuir等温方程的线性形式对Cr(VI)在柚子皮上的吸附平衡数据进行拟合，结果见图3-9。另一种广泛使用的吸附模型就是Freundlich方程，它是经验方程，适用于不均一吸附剂表面的非理想吸附。方程形式为：（3-4）式（3-4）中k和n分别是与吸附量和吸附强度相关的常数。方程两端取对数可以得到其直线形式：（3-5）根据上述公式（3-5），对实验数据进行拟合，可得图3-8。综合各参数以及相关公式并计算出qm、b、k、1/n和R2见表3-2。图3-9改性柚子皮吸附Cr(VI)的Langmuir等温线Figure3-9LangmuirisothermofCr(VI)adsorbedbymodifiedpomelopeel图3-10改性柚子皮吸附Cr(VI)的Freundlich等温线Figure3-10TheFreundlichisothermofCr(VI)adsorptiononmodifiedpomelopeel表3-2Langmuir和Freundlich等温吸附模型相关参数Table3-2LangmuirandFreundlichisothermaladsorptionmodelparameters温度(K)吸附等温式Langmuir方程qm（mg/g）bR2298y=0.2592x+0.99822.660.0210.9985303y=0.2589x+1.10582.600.0320.9964308y=0.2632x+1.21732.520.0410.9912313y=0.2709x+1.44462.420.0570.9957Freundlichk1/nR2298y=0.612x-0.2335 0.320.61200.9762303y=0.6272x-0.3078 0.410.62720.9712308y=0.6345x-0.38020.520.63450.9685313y=0.6324x-0.49270.690.63240.9780从表3-2可以看出，改性柚子皮吸附Cr(VI)的等温吸附模型符合Langmuir吸附等温式（线性相关系数R2>0.99）和而对Freundlich等温式符合性稍差（R2=0.96~0.97）。在298K~313K，相同的温度下，Langmuir吸附等温式的R2值都比Freundlich等温式的R2值大，所以改性柚子皮对Cr(VI)的吸附更符合Langmuir吸附等温式。在298K到313K，Langmuir吸附等温式的qm分别为2.66mg/g、2.60mg/g、2.52mg/g、2.42mg/g，在298K时qm最大（qm=2.66mg/g）。根据Freundlich理论，在298K~313K范围内，改性柚子皮吸附Cr(VI)的1/n分别为0.6120、0.6272、0.6348、0.6324，符合0<1/n<1条件，表明改性柚子皮对Cr(VI)的吸附属于容易吸附。3.1.9吸附动力学吸附动力学是研究吸附快慢的运算公式，它与接触时间密切相关。吸附动力学可用准一级动力学方程、准二级动力学方程进行拟合，准二级动力学方程可以预测出平衡吸附量。为了研究改性柚子皮对Cr(VI)的吸附速率快慢，则采用准一级动力学方程和准二级动力学方程对实验数据进行回归处理。本文主要以准一级动力学模型和准二级动力学模型（均以固体吸附量为准）方程（3-4）和（3-5）对吸附动力学曲线进行拟合，并计算吸附速率常数。如图3-9、图3-10和表3-2。准一级动力学方程：（3-6）准二级动力学方程：（3-7）式中：qe为平衡吸附量拟合值，mg/g；qt为t时刻吸附量，mg/g；k1是准一级吸附速率常数。k1的单位是min-1；k2是准二级吸附速率常数。k2的单位是g/(mg·min)。图3-10改性柚子皮吸附Cr(VI)的准一级动力学拟合图Figure3-10Quasi-first-orderkineticfittingdiagramofCr(VI)adsorptiononmodifiedpomelopeel图3-11改性柚子皮吸附Cr(VI)的准二级动力学拟合图Figure3-11Quasi-second-orderkineticfittingdiagramofCr(VI)adsorptiononmodifiedpomelopeel表3-3改性柚子皮吸附Cr(VI)的准一级、准二级动力学参数Table3-3Thequasi-first-orderandquasi-second-orderkineticparametersofCr(VI)adsorbedbymodifiedpomelopeelCr(VI)浓度拟合方程R2qek1、k2准一级动力学10mg/Ly=-0.0086x-1.10.90770.228.6×10-320mg/Ly=-0.0147x-0.43870.96301.351.47×10-2准二级动力学10mg/Ly=1.0919x+6.59740.99890.985.56×10-220mg/Ly=0.56x+4.1650.99751.791.59×10-1由表3-3可以看出，改性柚子皮对Cr(VI)的吸附过程可以用准一级、准二级动力学方程很好地描述。由R2可知，准二级动力学模型能更好的描述改性柚子皮对Cr(VI)的吸附动力学。准二级速率方程可以表明，吸附过程既包括表面吸附又包括颗粒内部扩散。而且准二级动力学方程计算得qe值更接近实际qe值，准一级动力学计算qe与实测qe相差略远。3.2改性柚子皮对Ni(II)吸附性能研究吸附剂吸附重金属离子的过程中，会有多种因素影响吸附效果，改性柚子皮投加量、吸附时间、pH值、温度、吸附剂粒径等因素都会对Ni(II)去除率产生影响。实验选用室温条件，研究改性柚子皮在不同实验条件下对Ni(II)的去除效果。3.2.1吸附时间对Ni(II)吸附效果的影响将50mL，10mg/L的Ni(II)溶液与0.5g改性柚子皮混合，混合均匀后在25℃、170rpm/min的振荡器内分别振荡5-180min，离心10min后测定吸光度，计算吸附率、吸附量qe，绘制反应时间与它们关系图，如图3-12。图3-12时间对改性柚子皮吸附Ni(II)影响Figure3-12EffectoftimeonNi(II)adsorptionofmodifiedpomelopeel如图3-12所示，总体来说，随着时间的增加，吸附率和吸附量qe都在逐步变大。相同条件下，改性柚子皮吸附初始浓度分别为10mg/L和20mg/L的Ni(II)溶液时，吸附低浓度的Ni(II)溶液，吸附率比高浓度时大。所以实验用的Ni(II)溶液浓度是10mg/L。随着反应的进行，qe在大幅度增加后都趋于平稳，在120min处于最适宜的值，因为在120min后曲线变化平缓，吸附率的变化幅度和吸附量的变化幅度类似，也在120min处达到最适宜的值，并在120min后曲线变化平缓，所以适宜的时间是120min。与柚子皮吸附Cr(Ⅵ)平衡时间相同。3.2.2柚子皮投加量对Ni(II)吸附效果的影响将2-40g/L改性柚子皮加入到装有10mg/LNi(II)溶液250mL的碘量瓶中进行混合，在25℃、170rpm/min的振荡器内振荡180min后取出，离心10min后测定吸光度，计算吸附率和吸附量qe，并绘制改性柚子皮投加量与它们的关系图，见图3-13。图3-13改性柚子皮投加量对其吸附Ni(II)影响Figure3-13EffectofmodifiedpomelopeelonitsadsorptionNi(II)如图所示，随着改性柚子皮投加量的增加，吸附率先呈迅速上升趋势，当改性柚子皮投加量到达10g/L时吸附率到达峰值，自此之后吸附率并没有特别大的变化，趋势趋于平稳。同时吸附量qe持续快速下降。综合讨论后得出结论：在投加量为10g/L时，吸附率和吸附量为最佳适宜值。此时Ni(II)吸附率和吸附量qe分别为89.67%和0.90mg/g，也是最佳适宜值。3.2.3初始Ni(II)浓度对吸附的影响图3-14Ni(II)浓度对其去除率影响Figure3-14TheeffectofinitialNi(II)concentrationonitsremovalrate在不同温度（25-40℃）下，控制不同初始浓度的Ni(II)溶液与0.4g改性柚子皮混合，后在25℃、170rpm/min的振荡器内振荡120min后取出。离心10min后测定吸光度，其各温度下的吸附率和吸附量与Ni(II)初始浓度关系见图3-15。如图所示，首先在Ni(II)初始浓度一定时，吸附率与吸附量都随温度升高而降低。在相同温度下，随着Ni(II)初始浓度的提高，吸附率下降明显，几乎呈直线状下降，但同时吸附量却一直升高。在25℃且Ni(II)初始浓度为30mg/L时，吸附率达到最低点为63.29%，同时吸附量到达最高值为2.37mg/g。3.2.4pH对Ni(II)吸附效果的影响用一定浓度的HCl和NaOH调节10mg/LNi(II)溶液的初始pH值，与0.5g改性柚子皮混合，在25℃、170rpm/min的振荡器内振荡180min后取出，离心10min后测定Ni(II)的吸光度，计算吸附率、吸附量，考察pH值对改性柚子皮吸附Ni(II)的影响，结果如图3-15。图3-15pH对柚子皮吸附Ni(II)影响Figure3-15EffectofpHonNi(Ⅱ)adsorptionbymodifiedpomelopeel由图3-15可以明显看出pH值对改性柚子皮吸附Ni(Ⅱ)存在着非常明显的影响。从总体来看，吸附率和吸附量从初始阶段迅速上升，到pH≥4.06后，上升速度有所减慢，且在4.06<pH<6.5，这个区间内吸附率与吸附量都是快速上升趋势。在pH>6.5时，吸附率与吸附量都是平稳趋势。但在pH>9.18时，吸附率与吸附量都又经历了一个明显增加的过程，但增加量没有初始阶段那么巨大。因此，碱性条件下Ni(Ⅱ)的吸附效果更好。这与Cr(Ⅵ)的吸附效果正好相反，因此，酸性条件下更利于Cr(Ⅵ)的去除，碱性条件下更利于Ni(Ⅱ)的去除。3.2.5温度对Ni(II)吸附的影响 在不同温度下（25-40℃），分别控制Ni(II)初始浓度不同与0.4g改性柚子皮混合，后在25℃、170rpm/min的振荡器内振荡120min后取出。离心10min后测定吸光度，得出温度与吸附量的关系见图3-16。图3-16温度对改性柚子皮吸附Ni(II)影响Figure3-16EffectoftemperatureonNi(II)adsorptionbymodifiedpomelopeel由图3-16所示，可以清晰地看出随着温度的升高，各初始浓度的Ni(II)溶液的吸附情况都明显提高，吸附量随着温度的提高提升也很明显，同时由于本实验结合了不同的初始浓度，实验一并验证了初始浓度越高时，吸附量越大。同时对比改性柚子皮吸附Cr(VI)实验，两实验的规律表现十分相似。因此要提高吸附效果，本实验在25℃进行实验效果也最好。根据公式（3-1）和（3-2）可计算Ni(II)的吸附热力学参数，即吸附自由能变（△G，kJ/mol）、吸附焓变（△H，kJ/mol）和吸附熵变（△S，J/(mol·K)）。图3-17温度对改性柚子皮吸附Ni(II)的△G-T曲线Figure3-17Plotsof△GagainsttemperatureforNi(II)adsorbedonmodifiedpomelopeel表3-4改性柚子皮吸附Ni(II)的热力学参数值Table3-4ThermodynamicparametersofNi(II)adsorptiononmodifiedpomelopeel初始浓度mg/L△HkJ/mol△SJ/(mol·K)△GkJ/mol298K303K308K313K50.0707-18.7242.332.693.043.39100.0568-14.1742.792.993.333.62150.0489-11.3303.253.463.733.98200.0531-12.5123.333.553.844.1225300.05060.0649-11.682-15.6383.423.803.623.933.884.254.184.78图3-17为改性柚子皮吸附自由能变和吸附温度曲线，拟合相关参数见表3-4，通过拟合直线的斜率和截距即可得到△H和△S。所有的吸附焓变△H都是正值，表明改性柚子皮对Ni(II)的吸附是一个吸热过程。而△S＜0，则说明为吸附熵减过程。3.2.6盐对Ni(II)吸附效果影响通过加入NaCl或CaCl2固体颗粒增加10mg/LNi(II)溶液的盐浓度，再加入0.5g的改性柚子皮混合均匀，振荡120min后，离心10min后测定其吸光度，并计算吸附率和吸附量qe，并且探究NaCl和CaCl2浓度对改性柚子皮吸附Ni(II)的影响，结果如图3-18。图3-18NaCl和CaCl2浓度变化对柚子皮吸附Ni(II)影响Figure3-18EffectofNaClandCaCl2concentrationonNi(II)adsorptiononpomelopeel如图所示，盐对改性柚子皮吸附Ni(II)影响较为明显，加入盐后吸附率与吸附量都呈下降趋势。随着NaCl浓度的升高，对改性柚子皮吸附Ni(II)的影响要小于CaCl2，在盐浓度超过一定程度后，改性柚子皮对Ni(II)的吸附率与吸附量下降的更加明显。所以盐对改性柚子皮吸附Ni(II)起抑制作用。因此，盐浓度应越低越好。3.2.7吸附等温方程利用公式3-1至3-3对改性柚子皮吸附Ni(II)的实验数据进行拟合，可得图3-19，图3-20，综合各参数见表3-5。图3-19改性柚子皮吸附Ni(II)的Langmuir等温线Figure3-19LangmuirisothermofNi(II)adsorbedbymodifiedpomelopeel图3-20改性柚子皮吸附Ni(II)的Freundlich等温线Figure3-20TheFreundlichisothermofNi(II)adsorptiononacidmodifiedpomelopeel表3-5Langmuir和Freundlich等温吸附模型相关参数Table3-5LangmuirandFreundlichisothermaladsorptionmodelparameters温度(K)吸附等温式Langmuir方程qm（mg/g）bR2298y=0.1953x+2.51542.370.0270.9463303y=0.1791x+2.8045 2.340.0310.9498308y=0.1767x+3.14192.260.0250.9557313y=0.2079x+3.3338 2.100.0230.9563Freundlichk1/nR2298y=0.744x-0.8837 0.870.74400.9973303y=0.7733x-0.98430.820.77330.9974308y=0.7871x-1.08920.800.78710.9971313y=0.7726x-1.1551 0.780.77260.9904从表3-5可以清楚的看出，改性柚子皮吸附Ni(II)的等温吸附模型符合Freundlich等温式(线性相关系数R2>0.99)，对Langmuir吸附等温式符合性稍差（R2=0.94~0.95）。在298K到313K，相同的温度下，Freundlich吸附等温式的R2值都比Langmuir等温式的R2值大，所以改性柚子皮对Ni(II)的吸附更符合Freundlich吸附等温式，在298K到313K，Langmuir吸附等温式的qm分别为2.37mg/g、2.34mg/g、2.26mg/g、2.10mg/g，相同的温度条件下，本实验和改性柚子皮吸附Cr(VI)反应的Langmuir等温线模型qm值相近，说明两实验的效果类似。根据Freundlich理论，在298K~313K范围内，改性柚子皮吸附Ni(II)的1/n分别为0.7440、0.7733、0.7871、0.7726，符合0<1/n<1条件，表明改性柚子皮对Ni(II)的吸附属于容易吸附，这与改性柚子皮吸附Cr(VI)的Freundlich等温线时情况相同。3.2.8吸附动力学本论文中主要以准一级动力学模型和准二级动力学模型（均以固体吸附量为准）方程（（3-4）和（3-5））对吸附动力学曲线进行拟合，并计算吸附速率常数。如图3-19、图3-20和表3-4。由表3-4可以看出，改性柚子皮对Ni(II)的吸附过程可以用准一级、准二级动力学方程很好地描述。由R2可知，准二级动力学模型能更好的描述改性柚子皮对Cr(VI)的吸附动力学。准二级速率方程可以表明，吸附过程既包括表面吸附又包括颗粒内部扩散。而且准二级动力学方程计算得qe值更接近实际qe值，本实验与改性柚子皮吸附Cr(VI)的实验结果相似。图3-21改性柚子皮吸附Ni(II)的准一级动力学拟合图Figure3-21Quasi-first-orderkineticfittingdiagramofNi(II)adsorptiononmodifiedpomelopeel图3-22改性柚子皮吸附Ni(II)的准二级动力学拟合图Figure3-19Quasi-second-orderkineticfittingdiagramofNi(II)adsorptiononmodifiedpomelopeel表3-6改性柚子皮吸附Ni(II)的准一级、准二级动力学参数Table3-4Thequasi-first-orderandquasi-second-orderkineticparametersofNi(II)adsorbedbymodifiedpomelopeelNi(II)浓度拟合方程R2qe(mg/g)k1、k2准一级动力学10mg/Ly=-0.0144x-1.04710.88730.231.44×10-220mg/Ly=-0.0143x-0.30190.89351.281.43×10-2准二级动力学10mg/Ly=1.1754x+10.1790.99920.853.2×10-220mg/Ly=0.5974x+5.78940.99841.671.7×10-2 由表3-6可以看出，改性柚子皮对Ni(II)的吸附过程可以用准一级、准二级动力学方程很好地描述。由R2可知，准二级动力学模型能更好的描述改性柚子皮对Ni(II)的吸附动力学。准二级速率方程可以表明，吸附过程既包括表面吸附又包括颗粒内部扩散。而且准二级动力学方程计算得qe值更接近实际qe值，准一级动力学计算qe与实测qe相差略远。 4结论(1)本论文主要研究了改性柚子皮吸附Cr(VI)和Ni(II)的吸附性能。通过吸附时间对吸附影响实验确定了实验的最佳时间都是120min。(2)通过吸附剂投加量对吸附效果影响实验可知，改性柚子皮对Cr(VI)和Ni(II)的吸附同时随着柚子皮投加量的增加，Cr(VI)和Ni(II)的吸附率逐渐升高，吸附量逐渐减小。因此，当改性柚子皮投加量为10g/L以后时，Cr(VI)和Ni(II)的吸附率和吸附量增加缓慢，所以文中改性柚子皮投加量大多采用10g/L。(3)通过pH值对吸附效果影响实验可知，偏酸性的条件下更利于提高对Cr(VI)的吸附，碱性条件更利于Ni(II)的吸附，本实验中皆未调节溶液初始pH值。(4)通过共存离子浓度(NaCl和CaCl2)对改性柚子皮吸附重金属影响实验得出，结果表明盐浓度的变化对改性柚子皮吸附Cr(VI)和Ni(II)的影响大致相同，随着盐浓度的增加，对Cr(VI)和Ni(II)的吸附都有一定抑制作用。(5)通过控制不同温度下Cr(VI)和Ni(II)初始浓度对其吸附效果影响研究得出，随着Cr(VI)和Ni(II)初始浓度的增加，吸附剂对其吸附率减小，吸附量qe增大。25℃更有利于吸附剂对Cr(VI)和Ni(II)的吸附，相比较而言，改性柚子皮吸附Cr(VI)的效果好于Ni(II)。通过吸附等温线研究发现，改性柚子皮吸附Cr(VI)和Ni(II)符合Langmuir和Freundlich吸附等温式。(6)通过吸附动力学可研究吸附快慢，它与接触时间密切相关。吸附动力学用准一级动力学方程、准二级动力学方程进行拟合。改性柚子皮吸附Cr(VI)和Ni(II)吸附动力学结论都表明准二级动力学方程计算得qe值更接近实际qe值，准一级动力学计算qe与实测qe相差略远。参考文献[1]赵红娟,从善畅,刘智峰.异丙醇-NaOH改性柚子皮对水中Cr(Ⅵ)的吸附研究[J].杭州化工，2011,41(01):24-26.[2]黄铂扬.柚子皮纤维素基水凝胶对重金属离子吸附效果的研究[J].菏泽学院学报，2018，40(02):62-65.[3]张蔓.剩余污泥制备吸附材料处理重金属废水研究[D].西华大学，2010.[4]ConnellDW,BirkinshawC,DwyerTF.Heavymetalad-sorbentspreparedfromthemodificationofcellulose:Areview[J].BioresourceTechnology,2008，99(15):6709-6741.[5]杨汝婷，李璇.改性活性炭对废水中Cr(VI)吸附的研究[J].甘肃科学学报,2012，24(3):70-73.[6]徐灵，王成端，姚岚.重金属废水处理技术分析与优选[J]．广州化工，2006，34(6):44-46．[7]邹照华，何素芳，韩彩芸，等．重金属废水处理技术研究进展[J]．水处理技术，2010，36(6):17-21.[8]李阳，杨高英，雷兆武．重金属废水处理