基于数学模型对胞外聚合物吸附Cu^(2+)、Cd^(2+)的研究

文章利用三维模型构建出吸附曲面对活性污泥中胞外聚合物(EPS)对Cu^(2+)、Cd^(2+)吸附行为进行研究预测,并讨论离子竞争吸附机理。在单一金属体系中EPS对Cu^(2+)(534.72 mg/g)的吸附量要高于Cd^(2+)(504.71 mg/g)。通过三维模型模拟出三维吸附曲面可以看出Cu^(2+)的存在明显抑制了EPS对Cd^(2+)的吸附,但Cd^(2+)对Cu^(2+)的吸附干扰很小,EPS与Cu^(2+)的亲和力要高于Cd^(2+),其吸附过程更适用于Langmuir等温线,吸附质与吸附位点一一对应。结合红外光谱、三维荧光光谱和SEM-EDX分析表明,EPS在吸附前后材料形貌发生了明显变化,该现象出现的原因可能是金属离子的吸附是通过羧基、羟基、酰胺等活性官能团与金属离子成键及络合作用;同时离子交换也是EPS吸附金属离子的一个重要机制。该研究为进一步发掘利用胞外聚合物及后续应用提供理论依据和技术支持。