改性白果壳对水溶液中重金属镉的吸附研究

为实现农林废弃物的资源化利用和开辟廉价、高效的重金属吸附剂，利用1%KMnO4溶液对白果壳进行化学改性，制备成KMnO4改性白果壳（命名为WSK），用于水溶液中Cd2+的吸附，研究温度、pH、反应时间、初始Cd2+浓度4个因素对WSK吸附Cd2+的影响，并通过模型拟合、电镜扫描（SEM）和红外光谱（FTIR）分析，对吸附机理进行了初步探讨。结果表明，WSK是一种理想的Cd2+吸附剂，其吸附性能受温度、pH、反应时间、Cd2+初始浓度的影响。吸附量与体系温度呈正相关，温度越高吸附量越大；随pH的增加吸附量先升高后降低，pH为5.5时，吸附效果最佳；在60min后基本达到吸附平衡；随着Cd2+初始浓度的升高，WSK对水中Cd2+的吸附量逐渐增加，当Cd2+浓度为300mg·L-1时，去除率为94.49%，基本达到吸附饱和。WSK对水中Cd2+的吸附符合Freundlich模型，决定系数R2为0.94，最大吸附量为119.76mg·g-1；吸附过程符合二级动力学吸附模型，R2为0.9995。SEM照片显示WSK表面呈多孔结构，增加了WSK的比表面积、孔容及表面吸附位点，这有助于提高其吸附性能。红外光谱图分析表明，WSK主要靠-OH、-COO-、-NH-、C=O、-P=O、-CH-等离子活性官能基团与Cd2+配位结合，其中-COO-起重要作用。