花生壳对重金属离子铜的吸附研究进展



花生壳对重金属离子铜的吸附研究进展

王紫宇

(石家庄职业技术学院，河北 石家庄 050081)

工业废水是水体污染的主要污染源，其中重金属废水污染尤为突出。不仅造成环境的严重污染，而且重金属不被生物降解，其参与食物链循环并最终在生物体内积累，通过饮水和食物链，对人类生命产生严重危害。

目前，对于重金属离子废水的处理各国均有研究，其处理方法有化学法、物理化学法和生物法等。其中最主要的方法是化学法和物理化学法。化学法主要包括中和沉淀法、氧化还原法、铁氧体法；物理化学法主要包括离子交换法、吸附法、溶剂萃取法、电解法和膜反应器污水分离技术。但这些方法存在处理难度大、成本高等不足，故难以普及。为此，世界各国为寻找一种快速、有效、经济的处理方法做出了许多研究[3-6]。吸附法是利用吸附剂的独特结构去除重金属离子的一种具有潜力的污水净化措施。利用生物材料作为吸附剂用于污水处理成为了一个研究热点。近年来，利用廉价的农林废弃物作为吸附剂处理低浓度的重金属废水引起了人们的重视。目前研究使用的农林废弃物包括制糖甜菜废丝、甘蔗渣、稻草、大豆皮、花生壳、玉米芯等。这些材料具有天然的交换能力和吸附特性。

将农林副产物——花生壳作为生物吸附剂从溶液pH、吸附温度、吸附时间、花生壳用量等方面研究其吸附性能，探究其最佳吸附工艺条件，为花生壳用于含铜离子废水的治理提供了科学的理论依据。

针对花生壳对重金属离子的吸附课题，很早就有工作人员对其进行了研究。利用农林废弃物去除废水中重金属离子主要是通过物理化学吸附。物理吸附是由于农林废弃物经粉碎后有较大的比表面积和空隙，通过分子间作用力将重金属离子吸附于废弃物表面，由重力沉降作用将其除去。化学吸附是由于农林废弃物表面含有大量的木质素、纤维素、半纤维素及少量无机硅的结构，他们含有丰富的亲水性羟基，有很好的吸附性。花生壳结构中有34%-45%的纤维素，以及大量的羟基、羧基等，故其研究价值极高[10-12]。如对花生壳中抗自由基活性物质进行提取与分离，用其残渣对六价铬离子进行吸附，其结果显示在强酸强碱条件下都不利于吸附[13]；还有利用环氧氯丙烷对花生壳改性制备吸附剂，用于吸附水溶液中的Cu2+等，但这些研究大多对花生壳用化学试剂进行了改性处理或将其制成活性炭，虽效果很好，但其程序较繁琐，费用较高[14]。故将天然花生直接壳用重金属离子的研究更经济、简便实用。其处理程序极其简便，将花生壳用自来水洗净、蒸馏水浸泡、80℃下烘干至恒重、用粉碎机打碎至所需粒径(20-40目)，用筛子过筛后装瓶备用即可[15]。环境污染与防治中关于本课题的研究结果表明，PH显著影响花生壳对Cu2+的吸附，其结果显示PH为3.00-5.00时吸附效果最好；30min即达到最大吸附量的97%左右，且证明吸附过程为自发过程。也有以花生壳对铜离子的去除率为指标，采用单因素分析结合正交试验的方法优化花生壳吸附铜离子的工艺条件的[16-18]。但目前针对此课题的研究还有待进一步的验证，以期为其投入应用提供可靠的科学依据[19]。

花生壳作为一种主要经济作物的副产物，在我国的种植面积很大，产量很高。目前，花生壳主要作为燃料或当做废渣弃去，造成自然资源的极大浪费[20]。因此选用廉价易得、无毒无害、来源广泛的花生壳作为吸附剂，以期为扩大农作物余物资源的综合利用，实现以废治废，高效廉价的处理含铜废水提供了一条新的思路，为探寻农林废弃物的资源优化利用途径、含铜废水的处理方法打下基础[21,22]。

综上所述，将花生壳作为吸附剂应用于含铜离子废水的处理具有广泛的开发利用价值和应用前景。

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中图分类号:X703

文献标志码：A

文章编号：1671-1602(2016)02-0014-01