关于EDTA法制得铁锆复合氧化物对水中Cu2+、Hg2+的吸附研究

侯存东

(泰安市环境保护监测站，泰安 271000)

关于EDTA法制得铁锆复合氧化物对水中Cu2+、Hg2+的吸附研究

侯存东

(泰安市环境保护监测站，泰安 271000)

利用白蜡树叶对铁锆复合氧化物进行改良所得材料为吸附剂，在吸附废水中铜、汞离子时，溶液pH、吸附材料投加量对吸附效果的影响。

重金属离子；铁锆复合氧化物；吸附效果

1 引 言

吸附法因处理成本低处理效果好而被认为是处理重金属废水最具有前景的方法。吸附法核心的吸附材料主要有铁氧化物、铝氧化物和改性树脂等。其中铁锆复合氧化物是备受关注的复合氧化物之一，但在试验中发现其吸附稳定性不高，且吸附效果也有待提高。利用白蜡树叶中含有的有机物对铁锆复合氧化物进行改良，改良后的铁锆复合氧化物吸附效果及吸附性能明显提高。

2 标准储备液的配置和标准曲线的绘制

Cu2+标准储备液的配置：温室下称取3.9g CuSO4溶解转移到1000mL容量瓶中定容得1g/L的Cu2+标准储备液。Hg2+标准储备液的配置：温室内称取1.356g HgCl2溶解在烧杯中再转移到1000mL容量瓶中定容得1g/L的Hg2+标准储备液。缓冲溶液的配置：缓冲液随用随配，取30gNH4Cl溶于适量水中移入500mL容量瓶中，加浓氨水65mL定容，的pH=9.5的缓冲溶液。显色剂的配置：称取0.05g的间苯二酚用适量的乙醇将其溶解，加入蒸馏水移入100mL容量瓶中，定容。Cu2+标准曲线的绘制：用 Cu2+标准储备液配置成1mmol/L的标准使用液，量取0.2mL，0.4mL，0.8mL，1.0mL，1.2mL，1.4mL，1.6mL，1.8mL的标准使用液分别移入100mL比色管中，加入5mL显色剂，和10mL缓冲液，定容至刻度线，静等反应完全，用分光光度计在测其吸光度，绘制标准曲线。Hg2+标准曲线的绘制：用 Hg2+标准储备液配置成1mmol/L的标准使用液，量取0.2mL，0.3mL，0.4mL，0.5mL，0.6mL，0.7mL，0.8mL，0.9mL，1.0mL，1.1mL，1.2mL分别移入100mL比色管中，加入5mL显色剂，和10mL缓冲液，定容至刻度线，静等反应完全，用分光光度计在测其吸光度，绘制标准曲线。

3 吸附剂改良树叶的选取与制备

选择常见的7种植物的叶片，用蒸馏水洗3-5次晾干，剪碎各称取5g放置相同规格的烧杯内，加150mL蒸馏水，在水浴锅内(80℃)加热2h，溶液抽滤各量取100mL，按铁锆总物质的量为0.1mol且比例为1∶4加入ZrOCl2·8H2O和FeCl3，在磁力搅拌器的搅拌下反应2h。用NaOH溶液调pH值范围到9～9.5，后放置于80℃烘箱内反应24h；去除抽滤，用无水乙醇和蒸馏水清洗3遍，将产物放置103℃的烘箱内烘干24h，取出研磨。

用所配储备液配置合适浓度(离子浓度10～200mg/L)的模拟废水，均取50mL的模拟废水置于相同的锥形瓶内，加入相同量合适的吸附剂，放置在恒温振荡器上震荡反应2h；过滤反应溶液，分别取适当清夜加入显色剂和缓冲溶液后测定其吸光度计算出种树叶改良后的吸附剂的去除率。比较选出改良效果较好的树叶。

4 各影响因素的探究方法

4.1 pH对吸附效果的研究方法

用Cu2+、Hg2+标准储备液配置成20mg/L的模拟废水，向两组各七只相同的锥形瓶内取50mL模拟废水，用HCl，NaOH调节模拟废水的pH值分别为3，4，5，6，7，8，9，加入适量(约0.07g)吸附剂，放置于震荡摇床上震荡反应2h，过滤后测定溶液中残留的金属离子浓度。

4.2 投加量的研究方法

取20mg/L含Cu2+、Hg2+的模拟废水 50mL，调节pH值为5.5，加入改良后的铁锆复合氧化物吸附剂0.02g、0.05g、0.07g、0.10g、0.15g、0.2g、0.3g 进行吸附剂用量实验，吸附反应2h，过滤后测定溶液中残留的金属离子浓度。

4.3 离子浓度的影响

取浓度为 10mg/L、20mg/L、40mg/L、80mg/L、100mg/L、150mg/L、200mg/L、300mg/L及400mg/L的含Cu2+、Hg2+模拟废水各 500mL，25℃下调节水样 pH 值为5.5，吸附剂 0.07g，放置振荡器上震荡吸附2h，过滤后测定溶液中残留的金属离子浓度。

5 对吸附剂改良树叶的选取

室温下用七种不同树叶果皮对铁锆复合氧化物吸附剂进行改良实验，用所得材料对含模拟废水进行吸附试验，测得对金属离子的去除率如图1所示。

图1 不同树叶果皮改良吸附剂后的吸附效果

由图1可以看出经白蜡树叶改良后的铁锆复合氧化物吸附剂的吸附效果要比其他植物，果皮所改良的好。因此在此试验中选取白蜡树叶作为改良吸附剂的材料。

6 吸附剂对水中单一离子的吸附行为

6.1 溶液pH值对吸附效果的影响

pH值的不同不仅影响离子的存在形式还影响着吸附剂的活性，因此pH值对吸附水中重金属离子的效果产生关键的影响。

由图2可知，溶液pH值对吸附剂吸附Cu2+和Hg2+的去除影响很大，在溶液pH值在5附近时吸附效果最佳，溶液pH值达到中性时和碱性后，吸附剂对重金属离子的去除效果逐渐较低，因此为追求最大去除效果时应将废水的pH调至5左右。

6.2 投加量对吸附效果的影响

吸附剂所投加量直接影响着吸附效果，投加量的不足和过量都会影响吸附剂去除金属离子的效果，在投加量由不足慢慢增加时吸附剂对金属离子的去除率明显增加，当投加0.07g以上后，去除率不在趋于平稳，再继续增加吸附剂以后，去除率反而有所下降，这是因为吸附剂浓度过高，会相互碰撞和聚集效应增强，致使随着吸附剂的投入量增加，单位质量的吸附剂吸附量反而减少，因此不难得出吸附50mL，20mg/L的重金属离子废水投加0.07g吸附剂最合适。

图2 溶液pH值对吸附效果的影响

6.3 废水初始浓度对吸附效果的影响

在不同Cu2+、Hg2+溶液浓度，20mg/L，40mg/L，60mg/L，80mg/L，100mg/L，150mg/L，200mg/L，300mg/L，400mg/L下，投加量一定的情况下，可知随着浓度不断增大，去除率不断减小，吸附量趋于不再变化，达到该材料的最大吸附量。

7 结论与建议

实验结果表明：在Cu2+、Hg2+存在时，用白蜡树叶改良后的铁锆复合氧化物为吸附材料时，当溶液pH=5左右，溶液离子浓度为20mg/L，反应时间1h，吸附剂投加0.07g时，吸附效果最佳；可看出吸附剂与Hg2+的亲和力要大于Cu2+。但目前只限于实验室阶段，因此建议进一步探究吸附材料吸附后的处理，以及用荧光光谱法分析吸附剂的化学组成和吸附机理。

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EDTA Method，Zirconium Compound Iron Oxide on the Adsorption of Cu2+，Hg2+in Water Research)

HOU Cundong

(Taian Environmental Monitoring Station，Taian 271000)

With ash leaves on iron zirconium compound oxide modified the material as the adsorbent，the adsorption of copper，mercury ion in waste water，the solution pH，adsorption material dosing amount of adsorption effect.

heavy metal ions；iron and zirconium composite oxides；adsorption effect

侯存东，学士，工程师，研究方向为环境监测

X21

A

1673-288X(2017)02-0092-02

引用文献格式：侯存东.关于EDTA法制得铁锆复合氧化物对水中Cu2+、Hg2+的吸附研究[J].环境与可持续发展，2017，42(2)：92-93.