响应面法优化油菜籽荚填料吸附柱对水溶液中铜离子的处理条件

作者：张艺; 彭蕾; 李丽; 张治华; 刘新^*

来源：净水技术, 2023, 42(09): 132-141.

DOI：10.15890/j.cnki.jsjs.2023.09.016

• 油菜籽荚
• 穿透曲线
• 铜离子
• 动态吸附
• 吸附柱
• 响应面法(RSM)

选择油菜籽荚作为吸附柱填料，并将该吸附柱用于水溶液中铜离子处理。在单因素试验基础上，采用响应面法(RSM)中Box-Behnken design试验对影响吸附柱处理水溶液中铜离子的条件，即铜离子溶液pH、铜离子初始浓度、填料加入量(柱高)进行考察和优化。此外，使用扫描电镜、能谱分析、红外扫描、表面电荷测定等方法对吸附铜离子前后填料进行表征。结果表明，油菜籽荚填料吸附柱对水溶液中铜离子呈现出较好的处理能力，影响吸附柱对水溶液中铜离子处理效能的条件排序为：铜离子溶液pH>填料加入量(柱高)>铜离子初始浓度。在最优处理条件下，即溶液pH值为5.0、铜离子质量浓度为100 mg/L,使用1.25 g (柱高为11.1 cm)填料的吸附柱对铜离子溶液处理量至少可达400 mL。表征结果显示：使用该吸附柱对铜离子溶液处理过程中，其填料表面发生了钾、钙元素消失，铜元素新增，以及-OH、-C=O、酰胺I、酰胺II基团偏移与电荷改变的现象。说明离子交换、基团络合和静电吸引行为在油菜籽荚填料吸附柱对水溶液中铜离子处理时起主要作用。

• 单位
  公共卫生学院; 成都医学院