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摘 要

：凹土是苏皖地区特色矿产资源，储量丰富且价格低廉。本文以KH-912改性凹土作为吸附剂，考察了吸附剂用量、吸附时间、溶液pH值以及不同温度下不同浓度时，对Pb² 的静态吸附作用。实验结果表明，改性凹土在25 ^oC时吸附Pb² 的最佳条件为吸附剂用量0.10 g，吸附时间20 min，pH=5.36。拟二级动力学方程能够更好的描述改性凹土对Pb² 的吸附过程。改性凹土能够有效的吸附水溶液中Pb² ，该吸附等温线符合Langmuir吸附等温方程，其在15^oC、25^oC、35^oC时对Pb² 的饱和吸附量分别为77.16 mg/g，78.80 mg/g，80.58 mg/g。

关键词：改性凹土，Pb² ，吸附

Abstract: Attapulgite is the local characteristics of mineral resources in Anhui and Jiangsu Provinces. This research adopts KH-912 modified attapulgite as adsorbent to study the adsorption properties of Pb² from aqueous solution. Batch studies were carried out to investigate various experimental parameters such as adsorbent dosage, contact time and initial pH. The results showed that the optimal conditions for the amount of modified attapulgite adsorption Pb² were 0.10 g, the time of 20 min and pH=5.36 at 25 ^oC. The kinetics of Pb² adsorption by modified attapulgite nicely followed the pseudo-second-order kinetics. Adsorption equilibrium data were fitted by the Langmuir isotherm. The maximum adsorption capacity calculated by the Langmuir model was 77.16 mg/g, 78.80mg/g, 80.58 mg/g at 15 °C, 25 °C, and 35 °C, respectively.

Keywords: modified attapulgite, Pb² , adsorption

目 录

1 前言 3

1.1 重金属离子废水的来源 3

1.2 重金属离子废水的危害 3

1.3 重金属离子废水的处理方法 3

1.4 凹凸棒土的性质 4

1.5 凹凸棒土的改性处理方法及应用现状 4

1.6 本文的研究目的与内容 5

2 实验部分 5

2.1 实验材料 5

2.2 实验仪器和设备 5

2.3 吸附剂的制备 6

2.4 硝酸铅模拟废水的制备 6

2.5 吸附实验 6

3 结果与讨论 7

3.1 改性凹土用量对吸附效果的影响 7

3.2 吸附时间对吸附效果的影响 7

3.3 pH对吸附效果的影响 8

3.4 吸附等温线 9

3.5　吸附动力学 11

结 论 13

参 考 文 献 14

致 谢 16

1 前言

水是万物的生命之源。水不但是体内物质传送的媒介，而且还直接参与生物大分子结构，并共同完成物质代谢、信息代谢和能量代谢，它是自然界和人类生存发展过程中不可缺少的必要因素。然而现在好多水源被重金属污染，铅及其化合物是废水中普遍存在的有毒重金属，它们主要通过消化道和呼吸道进入机体^[1]，对人类和自然界造成了一定的损失和伤害。

1.1 重金属离子废水的来源

重金属离子废水主要来源于工业废水，如：矿山坑内排水、有色金属冶炼厂除尘排水、有色金属加工厂酸洗水、电镀厂镀件洗涤水^[2]，以及农药、电解、医药、油漆、烟料、颜料等工业。另外其他废水来源主要是生活污水排放，农田废水和酸雨。

1.2 重金属离子废水的危害

铅对人体的损伤呈多器官性和多系统性，作为中枢神经系统的毒物，铅对儿童的健康和智力发育的危害更为严重。如果重金属离子废水不经过规范处理而直接排放到自然界中，将会对人和动植物产生不同程度的危害。重金属离子废水有以下特性和危害：

(1) 毒性具有长期持续性^[3]。废水中重金属离子虽然只有微量浓度，但其在微生物作用下可转化为更强毒性的有机化合物^[4]。

(2) 经生物可大量富集^[5]，这个是重金属废水污染的突出特点。重金属离子富集倍数很高，可通过食物链，积累在人体器官中造成慢性中毒，最后严重危害人体的健康。

(3) 微生物转化法只是改变重金属化合物种类和化合价^[6]，不能完全将其降解^[7]。重金属离子会与阴离子结合形成螯合物，这类螯合物在水中的浓度会变大然后沉入水体底部，最后这些重金属离子又被释放出来扩散到水中。

(4) 在天然水样中只要有微量重金属，便可产生毒性反应，一般重金属产生毒性的浓度范围大约在1.0-10 mg之间^[8]。

1.3 重金属离子废水的处理方法

现在，处理重金属废水的方法可分为三类，即化学处理法、生物处理法和物理处理法^[9]。化学处理法主要是电解法和化学沉淀法，主要针对含较高浓度的重金属废水^[10]，是目前国内外处理重金属离子废水的主要方法^[11]。生物处理法则是利用植物和微生物的絮凝、富集、吸收和累计^[12]等作用去除废水中重金属离子的方法，主要包括生物絮凝法、生物吸附法和植物修复等方法。物理处理法主要包括吸附法、溶剂萃取分离法、膜分离技术法和离子交换法^[13]。

本文是利用吸附法去除水溶液中的铅离子。吸附法是利用多孔性固态物质吸附去除水中重金属离子的一种有效方法^[14]。

1.4 凹凸棒土的性质

吸附剂的选择是吸附法的关键技术，传统吸附剂是活性炭^[15]。活性炭的特点是吸附能力强且去除率高，但其缺点就是活性炭再生效率低且价格昂贵^[16]，所以很少用活性炭处理水质。近年来，多种具有吸附能力的吸附材料逐渐被开发出来。相关研究表明，凹凸棒土是一种性能良好的粘土矿物吸附剂。

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