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新型除镉吸附剂MPWS制备条件的优化与机理

孙永鹏 王刚 高微微 徐 敏 蒋煜峰

孙永鹏, 王刚, 高微微, 徐 敏, 蒋煜峰. 新型除镉吸附剂MPWS制备条件的优化与机理[J]. 环境科学研究.
引用本文: 孙永鹏, 王刚, 高微微, 徐 敏, 蒋煜峰. 新型除镉吸附剂MPWS制备条件的优化与机理[J]. 环境科学研究.
Optimization of Preparation Condition and Preparation Mechanism for MPWS as Noval Adsorbent to RemoveCd(Ⅱ)[J]. Research of Environmental Sciences.
Citation: Optimization of Preparation Condition and Preparation Mechanism for MPWS as Noval Adsorbent to RemoveCd(Ⅱ)[J]. Research of Environmental Sciences.

新型除镉吸附剂MPWS制备条件的优化与机理

Optimization of Preparation Condition and Preparation Mechanism for MPWS as Noval Adsorbent to RemoveCd(Ⅱ)

Funds: Supported by Science and Technology Program of Gansu Province;Supported by Tianyou lnnovation Team of Lanzhou Jiaotong University
  • 摘要: 为了提高小麦秸秆(WS)对废水中Cd(Ⅱ)的吸附性能,采用氢氧化钠(NaOH)、L-半胱氨酸(L-Cys)、碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)对WS进行化学改性,制备出新型吸附剂巯基丙酰化小麦秸秆(MPWS). 以含Cd(Ⅱ)水样为考察对象,利用Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验和响应面法的中心复合设计(CCD)对MPWS的制备条件进行优化,借助表征方法探讨了MPWS的制备机理,考察了WS、化学预处理小麦秸秆(CWS)、MPWS对Cd(Ⅱ)的吸附性能. 结果表明:①由响应面法建立的二次项回归方程P值为0.0002,表明模型非常显著. ②当WS粒径为30目(0.60 mm)、化学预处理试剂NaOH溶液浓度为0.07 mol/L、EDC·HCl与L-Cys物质的量比为0.099:1、NHS与EDC·HCl质量比为0.5:1、L-Cys与CWS质量比为4:1、反应介质pH为11、反应温度为40 ℃、反应时间为2.39 h时,该条件下制备的MPWS对水样中Cd(Ⅱ)去除性能最优,MPWS投加量为10 g/L对应Cd(Ⅱ)的去除率为84.55%,与模型预测值84.80%的相对偏差仅为-0.29%. ③MPWS制备机理为巯基丙酰基被接枝到WS结构中,发挥了其对Cd(Ⅱ)螯合吸附作用. ④秸秆对Cd(Ⅱ)的吸附性能为MPWS>CWS>WS,表明WS经化学预处理、接枝改性可提升吸附Cd(Ⅱ)的性能,当MPWS投加量为20 g/L时,Cd(Ⅱ)的去除率可达95.56%. 研究显示,通过响应面法优化MPWS制备条件的试验方法可行,经巯基丙酰基改性后可有效提升小麦秸秆对Cd(Ⅱ)吸附性能.

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2022-08-04
  • 录用日期:  2022-10-12
  • 修回日期:  2022-10-11
  • 网络出版日期:  2022-10-12

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