水稻秸秆的改性及其对重金属Cu2+的吸附

作者：陈燕敏; 牛玉平; 刘冰; 陈建军; 卢鑫; 申宜丽

来源：中国无机分析化学, 2023, 13(12): 1354-1362.

• 水稻秸秆
• 改性
• 吸附
• 2+" name="keyword">Cu2+
• 重金属

重金属Cu2+可直接或间接危害人体，作为天然吸附剂的农业废弃物因价廉易得、来源广泛、吸附高效等优点备受青睐。选用水稻秸秆(RS)为吸附原料，分别经酸、碱改性后得到H2SO4-RS和NaOH-RS,通过红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面积(BET)对改性前后吸附材料的表面官能团、表观形貌和结构等理化性质进行分析，考察投加量、吸附时间、初始Cu2+浓度和离子强度对吸附效果的影响，并结合吸附动力学、吸附等温线和热力学模型对吸附过程进行探讨。结果表明：改性水稻秸秆对Cu2+达到吸附平衡所需的投加量和时间较之未改性RS大大减少，去除率由42.0%分别提升至85.9%(H2SO4-RS)和90.0%(NaOH-RS);随初始Cu2+浓度和离子强度的增大，RS的吸附性能显著降低，H2SO4-RS有所降低，而NaOH-RS只是稍有下降，NaOH-RS对150 mg/L含Cu2+溶液的去除率仍达到84.2%,离子强度cNaCl=0.1 mol/L时去除率维持在86.1%;吸附动力学和吸附等温实验表明水稻秸秆对Cu2+的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型；热力学分析显示，相同温度下RS、H2SO4-RS和NaOH-RS吸附Cu2+过程的ΔG逐渐减小，且改性后两种吸附剂的ΔG均小于0,ΔH由改性前的正值转变为负值，说明水稻秸秆改性后吸附Cu2+的自发性更强，为自发的放热过程。利用改性后的水稻秸秆去除水中重金属Cu2+,吸附率高的同时还可实现农业废弃物变废为宝的目的。

• 单位
  郑州师范学院; 化学化工学院