壳聚糖功能化的茶基水凝胶膜材料的制备及其在Pb2+吸附中的应用

作者：徐鑫鑫; 窦伟; 戎有祺; 孙晨智; 钟秋月; 陈永雷

来源：环境化学, 2023, 42(09): 3136-3147.

• 茶渣
• 壳聚糖
• 聚乙烯醇
• 铅离子
• 吸附

为充分发挥茶渣的利用价值,以茶渣为原料,制备了4种不同性能的铅离子吸附剂.通过改变溶液pH、Pb2+初始浓度、温度和吸附时间等因素探究其最佳吸附条件,并对吸附过程进行吸附热力学和吸附动力学研究.结果表明,Chitosan/Tea膜(CT膜)、PVA/Chitosan/Tea膜(PCT膜)、Chitosan/Modified tea膜(CM膜)和PVA/Chitosan/Modifiedtea膜(PCM膜)的最佳pH值分别为6.0、6.0、5.0和5.0;Pb2+初始浓度为400 mg·L-1时吸附量最大,分别为185.8、160.7、197.0、153.9 mg·g-1.Pb2+初始浓度为20 mg·L-1时吸附率最大,分别为90.1%、90.9%、91.1%和83.8%.在360 min内,吸附均可达到平衡.吸附热力学结果显示,CT膜、PCT膜和PCM膜的吸附过程符合Langmuir吸附等温线模型,属于单层吸附;CM膜的吸附过程符合Freundlich吸附等温线模型,属于多层吸附,4种膜的吸附过程均为吸热、熵增、有利的自发过程.四者的饱和吸附量分别为202.8、173.3、223.7、172.4 mg·g-1.吸附动力学结果显示,CT膜和PCM膜吸附速率主要受扩散过程控制,符合准一级吸附动力学模型;PCT膜和CM膜吸附速率主要受化学吸附控制,符合准二级吸附动力学模型.4种吸附膜对Pb2+均具有良好的吸附能力,并且适用的酸度范围较广,使用时操作简单,回收时处理方便,具有重要的参考作用和应用价值.

• 出版日期2023
• 单位化学化工学院; 兰州大学