黑孢藻粉对Cu^(2+)和Cd^(2+)的吸附特性研究

重金属污染对水生态系统的影响日益严重,利用藻类去除水体中的重金属,已越来越受到研究者的关注。本研究以黑孢藻粉为生物吸附材料,探究其对Cu^(2+)和Cd^(2+)的吸附作用。通过分批实验研究不同的pH、温度、初始离子浓度、吸附时间对黑孢藻粉吸附效果的影响,并采用动力学、热力学、等温模型对吸附特性进行探讨。结果表明,黑孢藻粉在pH为6和7时对Cu^(2+)和Cd^(2+)的吸附效果最佳,吸附量可达13.0 mg/g和13.4 mg/g;随着初始离子浓度的增加,黑孢藻粉对Cu^(2+)和Cd^(2+)的吸附量逐渐升高,当浓度为100 mg/L时,吸附量分别为26.7 mg/g和22.9 mg/g;升温可促进黑孢藻粉吸附Cu^(2+)和Cd^(2+),在30℃时对两种离子的吸附量均大于11.0 mg/g。热力学研究表明黑孢藻粉对Cu^(2+)和Cd^(2+)的吸附为吸热反应;等温线分析显示黑孢藻粉吸附Cu^(2+)和Cd^(2+)的过程分别符合Freundlich和Langmuir模型;Cu^(2+)和Cd^(2+)的准二级动力学模型拟合效果较好,相关系数均大于0.9,即吸附过程受化学反应控制。

黑孢藻对Cu(Ⅱ)的生物吸附及其影响因素

重金属污染是威胁人类健康和生态安全的主要环境问题之一,近年来采用藻类吸附水环境中的重金属越来越受到关注。该文主要探究黑孢藻(Pithophora)对重金属铜的生物吸附作用,采用分批实验考察不同的pH、温度、初始离子浓度对藻类吸附Cu^(2+)能力的影响,并应用吸附等温模型、动力学、热力学及红外光谱技术(FTIR)对吸附机制进行探讨。结果表明,当初始离子浓度为20 mg/L时,黑孢藻对Cu^(2+)的去除率达到最大,为87.1%;当p H=6时,对Cu^(2+)的去除效果最佳,去除率为91.1%;热力学研究表明,黑孢藻对Cu^(2+)的吸附为吸热反应,升温可促进黑孢藻对Cu^(2+)的吸附,当温度升至303 K时,去除率达90.4%。准一级、准二级动力学模型均能描述黑孢藻吸附Cu^(2+)的过程,吸附等温线遵循Freundlich模型。分析吸附前后红外光谱差异,确定黑孢藻吸附Cu^(2+)的主要官能团为-CONH、HCO_(3)^(-)/CO_(3)^(2-)、SO_(4)^(2-)。该研究结果可为丝状绿藻在重金属污染水体修复中的应用提供参考。