殼聚糖凝膠球對Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)吸附行為的對比

張藝鐘，劉珊，劉志文，吳文成，鄧東陽，鞠勇明

（1長安大學環境科學與工程學院旱區地下水文與生態效應教育部重點實驗室，陜西 西安 710064；2環境保護部華南環境科學研究所，廣東 廣州 510655；3廣東工業大學環境科學與工程學院，廣東 廣州 510006）

殼聚糖凝膠球對Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)吸附行為的對比

張藝鐘1，2，劉珊1，劉志文2，3，吳文成2，鄧東陽2，鞠勇明2

（1長安大學環境科學與工程學院旱區地下水文與生態效應教育部重點實驗室，陜西 西安 710064；2環境保護部華南環境科學研究所，廣東 廣州 510655；3廣東工業大學環境科學與工程學院，廣東 廣州 510006）

為使殼聚糖粉末吸附后易于固液分離，采用溶膠-凝膠-冷凍干燥法制備毫米級（2.8～3mm）殼聚糖凝膠球，比較了Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)吸附行為。結果表明，殼聚糖凝膠球對Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)吸附行為不同：Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)最佳吸附pH分別為5.5和3.0；達到吸附平衡Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)分別需要25h和2h；Cu(Ⅱ)的吸附反應是自發、吸熱、熵增過程，而Cr(Ⅵ)吸附反應為自發、放熱、熵減過程；吸附Cu(Ⅱ)后的殼聚糖凝膠球不易脫附，而吸附Cr(Ⅵ)后凝膠球脫附率相對較高。借助紅外表征及Langmuir、Freundlich等溫模型、擬一級、擬二級動力學、顆粒內擴散模型對吸附過程擬合表明，Cu(Ⅱ)吸附機理為單層化學吸附，而Cr(Ⅵ)是單層化學吸附與多層物理吸附共同作用的吸附-還原過程。殼聚糖凝膠球對Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的最大吸附量分別為155.67mg/g和185.08mg/g，說明冷凍干燥法可以強化殼聚糖的吸附量，同時毫米級的殼聚糖凝膠球改善了殼聚糖粉體吸附劑難分離的問題。

殼聚糖凝膠球；冷凍干燥；Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)；吸附；還原；動力學模型

重金屬廣泛存在于自然環境中，具有高毒性、難生物降解性、生物富集性及環境持久性等特點，對人類健康和生態安全有重要影響[1-2]。……