牛粪对废水中镉离子的吸附研究

牛粪对废水中镉离子的吸附研究摘要：用牛粪颗粒用作为新型生物吸附剂吸附水溶液中的Cd(Ⅱ)，并研究了初始Cd(Ⅱ)浓度、pH、粒径、接触时间和温度等因素。用傅立叶变换红外光谱（FTIR）进行表征，分析表明，生物吸附剂上存在大量的官能团，如-OH，-NH2和-COOH。实验结果表明，pH值从6.0到8.2被认为是生物吸附剂对Cd(Ⅱ)进行吸附的合适pH范围。初始Cd(Ⅱ)浓度为100mg/L，生物吸附剂量为5g/L时，在303K下的去除效率达到97.24％。30分钟内生物吸附过程达到平衡。Langmuir和Freundlich模型都很好地描述实验数据，拟合了R2>0.99，根据Langmuir模型，最大吸附容量高达156.25mg/g。准一级动力学模型和准二级动力学模型可以很好地描述实验数据。热力学研究表明温度从288K增加到303K，吸附能力随之增加。△G的负值表明吸附过程是自发的，△H的正值表明其吸热性。关键词：牛粪；镉离子；生物吸附；动力学；热力学

BiosorptionofCd2+fromaqueoussolutionbydairymanureparticleAbstract:ThedairymanureparticlewascharacterizedbyFouriertransforminfraredspectroscopy(FTIR)wasutilizedasanovelbiosorbentforCd(Ⅱ)biosorptionfromaqueoussolutionwithinvestigationoftheinitialCd(Ⅱ)concentrations,pH,particlesizes,contacttimeandtemperatures.TheanalysisofFTIRrevealedthatthereexistedplentyoffunctionalgroupsonthebiosorbent,suchas-OH,-NH2and-COOH.TheexperimentalresultshowedthatpHfrom6.0to8.2wasconsideredasthesuitablepHrangeforbiosorptionofCd(Ⅱ)bythebiosorbent.Theremovalefficiencyat303Kcameupto97.24%withtheinitialCd(Ⅱ)concentration100mg/Landthebiosorbentdosage5g/L.Thebiosorptionprocessattainedequilibriumwithin30min.BothLangmuirandFreundlichmodelsfittedwelltotheexperimentaldatawithR2>0.99.Themaximumadsorptioncapacitywasupto156.25mg/gbasedonLangmuirmodel.Theexperimentaldatacouldbedescribedbythesecond-orderkineticmodelandthefirst-orderkineticmodel.Increasingthetemperaturefrom288Kto303K,theadsorptioncapacityincreasedaswell.Thenegativevalueof△Gprovedthattheadsorptionprocesswasspontaneous,andthepositivevalueof△Hdemonstrateditsendothermicnature.Keywords:Dairymanureparticle;Cd(Ⅱ);Biosorption;Kinetics;thermodynamics

目录TOC\h\z\u\t"标题1,1,标题2,1,标题3,1"1.绪论 [63]。表STYLEREF1\s06不同温度下热力学模型的热力学参数T(K)K△G(kJ/mol)△S(J/mol·K)△H(kJ/mol)2882.0919-1.76432962.2271-1.967224.2565.2153032.3295-2.1267结论（1）当pH为6时，牛粪颗粒为150μm，Cd2+浓度为100mg/L，吸附时间为30min时牛粪对Cd2+的吸附效果最好。（2）采用准一级动力学方程和准二级动力学方程在288K、296K、303K下对牛粪吸附剂对Cd2+的吸附过程进行了拟合。结果表明，吸附过程符合准一级动力学方程和准二级动力学方程。（3）在288K、296K、303K下对牛粪吸附剂对Cd2+的吸附过程对Langmuir和Freundlich模型拟合度很高。（4）随着反应温度的升高牛粪对Cd2+的吸附过程减慢。吸附热力学研究表明，△G为负值表明吸附剂对Cd2+的吸附是自发的，△H的正值表明吸附是吸热的。

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