乌贼墨黑色素对Pb2+-Cu2+二元体系的吸附性能研究

张洪超,吕 玲,薛张芝,宋正规,李和生,王鸿飞



乌贼墨黑色素对Pb2+-Cu2+二元体系的吸附性能研究

张洪超,吕 玲,薛张芝,宋正规,李和生*,王鸿飞

(宁波大学食品与药学学院,浙江 宁波 315800)

为探索新型生物吸附剂,以乌贼墨黑色素(SIM)为吸附剂,研究Pb2+、Cu2+单组分溶液及Pb2+-Cu2+二元混合体系中SIM对Pb2+和Cu2+的吸附效果并构建等温吸附模型.结果表明,pH值、SIM添加量、吸附时间对SIM吸附Pb2+和Cu2+的吸附量影响较大,而吸附温度对吸附效果影响较小;单组分吸附与二元混合体系吸附对比表明,二元混合体系中Pb2+和Cu2+存在竞争吸附.应用L(Langmuir)和F(Freundlich)等温吸附模型拟合了SIM对Pb2+、Cu2+单组分金属离子的吸附过程,其中L模型与试验结果拟合度更高;应用Non-modified Langmuir、Modified Langmuir isotherm、Extended Langmuir、Extended Freundlich和SRS模型5种模型对Pb2+-Cu2+二元混合体系的等温吸附过程进行拟合,其中Extended Langmuir模型与试验结果拟合度最佳.应用红外光谱(FTIR)分析SIM吸附金属离子的原理时发现,SIM上羟基、—NH和不饱和键是金属离子的吸附位点,且SIM对Pb2+的吸附能力优于对Cu2+的吸附.

乌贼墨黑色素(SIM)；竞争吸附；铅；铜；等温吸附模型

近年来随着工业的发展,大量重金属排入空气及水体当中[1],含多种重金属的污水不能被微生物降解,只能发生转化、分散及富集,不仅对环境造成污染,且对人体健康造成严重危害.因此有效处理含铅、铜废水,和净化饮用水尤为紧迫.工业处理含铅、铜的废水常用方法有化学沉淀[3]、离子交换、电渗析[4]、吸附法[5]等,吸附法是最常见最经济的处理方法.工业处理后排放的废水仍不能保证重金属被完全去除,可能随着水循环渗入地下饮用水层,选择一种安全放心的饮用水生物吸附剂至关重要.

乌贼加工剩余的内脏及墨汁往往被作为废弃物处理,而乌贼墨中黑色素(SIM)具有止血[6]、吸附[7]等功能.国内外学者广泛关注生物炭吸附法净化水中重金属离子[8-10],然而对SIM吸附水中重金属的关注和研究却相对较少,研究表明SIM是一种可去除废水中低浓度重金属的新材料[11].鱿鱼黑色素包埋材料可以有效去除水中的Cr(Ⅵ),在水处理应用中可能具有很高的应用价值[12],FTIR表明鱿鱼黑色素具有常见生物炭具有的部分官能团,可能是吸附进行的主要原因.除此之外,少量体内重金属吸附解毒的研究表明,鱿鱼黑色素可以促进动物体内铅通过动物粪便排出[13-14].以上研究均说明SIM作为吸附剂具有一定的安全性.

等温吸附研究通过判断吸附剂的吸附行为来研究其吸附机理[15].单组分吸附过程通常采用L (Langmuir)模型[16-18]和F(Freundlich)模型[16-17,19]来描述,二元竞争等温吸附模型使用较多的有Non- modified Langmuir模型[20-21]、Extended Langmuir模型[22-23]和SRS模型[24]等.程珊珊等[25]研究表明壳聚糖对Pb2+和Cd2+的吸附动力学符合Lagergren的二级吸附模型,热力学吸附符合Langmuir模型.本试验以SIM为吸附剂,分别对Pb2+、Cu2+及Pb2+-Cu2+二元混合体系的吸附效果进行了对比,并应用5种不同等温吸附模型对SIM吸附单组分(Pb2+、Cu2+)溶液和Pb2+-Cu2+二元混合体系溶液进行了拟合,并分析了二组分溶液中Pb2+、Cu2+的竞争吸附机理.本研究可为SIM作为生物吸附剂吸附水体中的Pb2+和Cu2+奠定理论基础,为将其开发成为新型安全的生物吸附剂提供参考,同时也可为海洋生物资源的充分利用开拓一条新的途径.

1 材料与方法

1.1 材料

冷冻金乌贼()购于宁波路林市场,于-20℃冰箱保藏.醋酸铅(上海试剂总厂);醋酸铜(青岛海洋化工厂);盐酸(深圳市恒丰化工有限公司);氢氧化钠(国药集团化学试剂有限公司);浓硝酸(国药集团化学试剂有限公司);所有试剂均为分析纯.碱性蛋白酶购自西安沃尔森生物.

1.2 仪器与设备

320pH计(METTLER TOEDO公司);AFX- 2001-U超纯水机(上海纯浦实业有限公司);AB 104- N分析天平(METTLER TOEDO公司);SHZ-82气浴恒温振荡器(金坛科析仪器有限公司);2100DV型ICP-AES(Perkin Elmer公司);TENSOR 27红外光谱仪(德国Bruker公司).

1.3 SIM的制备

参照李晓等[26]酶法提取SIM,并稍作修改.取金乌贼墨囊,挤墨汁用0~4℃等体积水浸泡12h,取出后10000r/min离心10min,冷冻干燥24h得干粉,按照质量比1:50加入超纯水,pH值7.4,加入碱性蛋白酶 4200U/g置于50℃水浴保温酶解8h,沸水浴10min使酶失活,取出后10000r/min离心10min,重复水洗离心4次,取沉淀物冷冻干燥即可得到SIM.

1.4 吸附效果影响因素试验

1.4.1 pH值对SIM吸附Pb2+、Cu2+及二元混合体系吸附效果的影响 分别量取50mL 150mg/L 的Pb2+、Cu2+储备液及50mL二元混合溶液(Pb2+、Cu2+浓度分别为150mg/L)于100mL锥形瓶中,添加SIM 0.1g,设置pH值分别为1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0和7.0,25℃ 100r/min恒温震荡24h.反应结束后,取滤液10ml过0.22 μm水系膜,采用电感耦合等电子体发射光谱仪(ICP-AES)检测溶液中Pb2+和Cu2+的浓度[27].按照公式(1)计算吸附量.

式中:为吸附量,mg/g;0为溶液中离子初始浓度, mg/L;e为吸附后离子浓度,mg/L;为溶液体积,L;为SIM添加量,g.

1.4.2 SIM添加量对SIM吸附Pb2+、Cu2+及二元混合体系吸附效果的影响 分别量取50mL 150mg/L的Pb2+、Cu2+储备液及二元溶液于100mL锥形瓶中,调节pH值至5,SIM添加量分别为0.02,0.05,0.1, 0.15,0.2,0.25和0.3g,25℃ 100r/min恒温震荡24h.反应结束后,按照1.4.1检测和计算SIM对Pb2+、Cu2+的吸附量,同时计算清除率,清除率公式如下:

式中:0为初始离子浓度,mg/L;e为平衡时离子的浓度,mg/L.

1.4.3 吸附时间对SIM吸附Pb2+、Cu2+及二元混合体系吸附效果的影响 分别量取50mL 150mg/L的Pb2+、Cu2+储备液及二元溶液于2个100mL锥形瓶中,分别添加SIM 0.2g,调节pH值至5,25℃ 100r/min恒温震荡,第1个锥形瓶在吸附开始后5,10,15,30,45,60min时分别取样5mL,第2个锥形瓶分别在吸附开始后2,3,4,8,12,18,24h分别取样5mL,每次取完样品后立即放入培养箱继续进行吸附反应.所取样品按照1.4.1检测和计算SIM对Pb2+、Cu2+的吸附量.

1.4.4 温度对SIM吸附Pb2+、Cu2+及二元混合体系吸附效果的影响 分别量取50mL 150mg/L的Pb2+、Cu2+储备液及二元溶液于100mL锥形瓶中,调节pH值至5,添加SIM0.1g,在15,25,35,45和55℃下分别进行24h的吸附反应.反应结束后,按照式(1)检测和计算SIM对Pb2+、Cu2+的吸附量.

1.5 Pb2+、Cu2+及二元混合体系吸附的等温吸附模型试验

配制50mL金属离子溶液,其中Pb2+和Cu2+二组分的浓度分别为20,30,50,100,150,200,400,600mg/ L,添加SIM 0.1g,调节pH值至5,25℃ 100r/min恒温震荡24h,吸附完成后将其过滤,取滤液10mL过0.22μm水系膜,采用电感耦合等电子体发射光谱仪(ICP)检测溶液中Pb2+和Cu2+的浓度,按照公式1计算SIM对Pb2+、Cu2+的吸附量.并建立二元等温吸附模型.

1.6 等温吸附模型相关公式

表1 数据分析模型及其参数

1.7 SIM的红外光谱

等温吸附试验结束后,将未经吸附试验的SIM、单组分吸附试验的SIM和二元竞争试验的SIM分别收集起来,进行干燥处理,然后取1mg选出的SIM和100mg左右的溴化钾于玛瑙钵中搅拌混匀,研磨至细粉状,再利用压片机制成薄片,快速放于红外光谱仪中,最后在400~4000cm-1波长范围内进行红外扫描.

1.8 数据分析

本实验的实验数据采用Microsoft Excel软件进行数据处理,利用Sigmaplot 10.0和Matlab 2011软件进行相关方程的求解和数据模拟.各个模型中参数的值均采用非线性拟合方法求取,利用Origin 8.5.1、Sigmaplot 10.0和Matlab 2011软件作图.

2 结果与讨论

2.1 吸附效果影响因素试验

2.1.1 pH值对SIM吸附Pb2+、Cu2+及二元混合体系吸附效果的影响 pH值不仅影响重金属离子在溶液中存在的形态,且能够影响吸附剂表面的电荷性质,所以它是吸附过程中极其重要的一个因素[10,28].

由图1可知,无论是单组分吸附还是二元溶液中Pb2+、Cu2的吸附,pH值对吸附量的影响均较大.在酸性环境中,随着pH值增大吸附量呈增加趋势,当pH值在1~4之间时,SIM对Pb2+和Cu2+的吸附量均随pH值增加而增加,pH=5时SIM吸附Pb2+和Cu2+的量达最大值并趋于平衡, pH值高于5时SIM对2种金属离子的吸附量随pH值的增大有所减少.其次,SIM吸附Pb2+、Cu2+及二元溶液的最佳吸附pH值相同.在强酸环境下,SIM对金属离子的吸附量均小于10mg/g,可能是由于溶液中大量存在的H+与重金属离子竞争SIM上的吸附位点,导致SIM对重金属离子的吸附减弱[8].当pH值逐渐增大时,溶液中H+的量减少,H+对SIM吸附金属离子的抑制性减弱,使得其对金属离子的吸附量呈上升趋势,同时二元溶液中离子间的影响也开始出现,但竞争吸附效果不显著.由于Pb2+和Cu2+在碱性条件下极易生成沉淀物,本试验不涉及碱性条件下对吸附情况的探讨.

图1 pH值对SIM吸附Pb2+和Cu2+效果的影响

2.1.2 SIM添加量对Pb2+、Cu2+及二元混合体系吸附效果的影响 图2为SIM添加量对Pb2+、Cu2+及二元混合体系吸附量和清除率的影响.由图2(a)可知,随着SIM添加量的增加,无论是单组分还是二元体系中的Pb2+和Cu2+吸附量均随之下降.在乌贼墨添加量为0.1g时,吸附量分别为98.99mg/g(Pb2+单组分)、73.69mg/g(Cu2+单组分)、73.64mg/g(Pb2+二元体系)以及72.60mg/g(Cu2+二元体系),二元体系中Pb2+和Cu2+吸附量皆低于单组分吸收量,说明二元体系中Pb2+与Cu2+存在竞争吸附;随着SIM添加量增加,组分中的Pb2+、Cu2+与二组分中的Pb2+和Cu2+吸附量越来越接近,可能是因为吸附剂量逐渐增大,吸附位点逐渐增多,使得金属离子间的竞争性弱化.图2(b)可得SIM添加量为0.1g时,Pb2+和Cu2+离子的清除率基本达到最大,单组分Pb2+和Cu2+离子和二组分中的Pb2+离子的清除率均达到稳定,分别为98.99%、95.25%和97.44%,添加更多的SIM时清除率变化较小.研究表明,改性活性炭吸附含铜废水,改良活性炭对Cu2+的去除率提高了29.9%和12.7%,未改良活性炭的吸附率仅有60%[29],因此较活性炭吸附剂来说,SIM具有较好的吸附性能.基于SIM对金属离子的吸附量和吸附效率2方面考虑,后续探究SIM对Pb2+-Cu2+二元体系等温吸附模型构建时添加量定为0.1g.

2.1.3 吸附时间对SIM吸附Pb2+、Cu2+及二元混合体系吸附效果的影响 从图3可知SIM吸附1h内吸附速率上升极快,这是因为吸附开始阶段SIM上提供的吸附位点较多.随着金属离子吸附的持续进行,SIM颗粒上的吸附位点逐渐减少,离子的吸附速率也相应减慢.当Pb2+单独存在时,吸附平衡所用时间为8h,平衡吸附量为74.21mg/g;Cu2+单独存在时平衡吸附所用时间也为8h,平衡吸附量为73.70mg/g. Pb2+-Cu2+二组分溶液中,Pb2+的吸附量为73.52mg/g, Cu2+的吸附量为72.12mg/g.与金属离子单独存在时相比,它们的吸附量均有下降,说明Pb2+、Cu2之间存在吸附竞争,但竞争效果不明显.而Pb2+-Cu2+的吸附平衡时间与金属离子单独存在时的时间几乎保持一致,由此可以说明金属离子间的竞争吸附并未影响达到吸附平衡所需的时间.

图3 吸附时间对吸附效果的影响(Pb2+和Cu2+)

2.1.4 温度对SIM吸附Pb2+、Cu2+及二元混合体系吸附效果的影响 由图4可知,SIM对单组分Pb2+的吸附量随温度的变化趋势大体相同,Pb2+单独存在时吸附量的变化范围是72.61~74.37mg/g,Pb2+- Cu2+二元体系吸附中Pb2+吸附量变化范围为71.99~ 73.40mg/g,最佳吸附温度为35℃;而当Cu2+单独存在时,吸附量先随温度的升高而上升,到达35℃之后,吸附量有所下降,SIM对Cu2+吸附量的范围为71.91~73.35mg/g,而在Pb2+-Cu2+二组分反应中SIM对Cu2+的吸附量变化趋势与其单独存在时稍有不同,反应温度小于35℃时,单组分Cu2+的吸附量基本不随温度变化而改变,而Pb2+-Cu2+二组分反应中SIM对Cu2+的吸附量随温度升高而上升,在45℃时吸附量为72.54mg/g,与单组分中的吸附量72.33mg/g极为接近,之后SIM对其吸附量均随温度升高而下降.总体来讲,温度对SIM吸附Pb2+、Cu2+及二元混合体系吸附效果影响不显著,二元体系中Pb2+和Cu2+吸附量皆低于单组分吸收量,说明二元体系中Pb2+与Cu2+存在竞争吸附.

图4 温度对吸附效果的影响(Pb2+和Cu2+)

2.2 等温吸附模型拟合分析

2.2.1 Cu2+、Pb2+单组分吸附等温模型的拟合分析 采用Sigmaplot 10.0对数据进行L模型和F模型的非线性拟合,得到相关的拟合参数如表2,拟合曲线如图5.

表2 等温吸附模型的拟合参数

图5 SIM对Pb2+和Cu2+吸附等温模型的拟合

由表2可知,Pb2+的L模型拟合的相关系数R为0.993,F模型拟合的相关系数R为0.911,L和F模型均能较好的描述SIM对Pb2+的吸附过程,但以化学吸附为主的L模型的2更高,从吸附状态看,SIM对Pb2+的吸附主要是单分子层吸附;对于Cu2+而言,L模型(2=0.988)比F模型(2=0.921)更适合描述SIM对其的吸附,说明SIM对Cu2+主要也是以化学吸附为主的单分子层吸附.另外,Pb2+和Cu2+的平衡吸附量的实验值分别为318.47和220.90mg/g,均比L模型中的max小,原因为max表示理想条件下黑色素对金属离子最大的吸附量,但在实际情况中无法达到其理论最大吸附量.

由图5同样可得出2种金属离子的L模型均比F模型的拟合程度更好.在本研究中Pb2+和Cu2+初始离子浓度为10~800mg/L,2种金属离子L模型的L和F模型的分别在0~1和3~10之间,表明SIM对这些金属离子吸附过程进行的比较容易.Langmuir模型中SIM吸附Pb2+的max和L均大于其对Cu2+的吸附,由此说明SIM对Pb2+的吸附能力大于对Cu2+的吸附能力.

2.2.2 Cu2+-Pb2+二元混合体系等温吸附模型的拟合分析 在Matlab R2011b中将实验数据与Modified Langmuir isotherm模型、Extended Langmuir模型、Extended Freundlich模型和SRS模型进行拟合分析,其中拟合得到的参数(2和SSE)见表3.

表3 Cu2+-Pb2+竞争吸附的等温模型中的拟合参数

注:—表示没有结果.

由表3可知,Non-modified Langmuir模型得出的Pb2+和Cu2+的SSE值均要远高于其他4种竞争模型拟合得到的SSE值,所以未修正过的Langmuir模型不能用来预测和描述Pb2+-Cu2+竞争吸附过程中SIM对2种金属离子的吸附.由以上结果知在Pb2+-Cu2+二元溶液中,Pb2+和Cu2+的竞争吸附不只与2种金属离子浓度比例有关.Modified Langmuir模型能够较好的描述Pb2+-Cu2+二元溶液中SIM对Pb2+的吸附(2为0.981,SSE为7701),这与Pb2+单独存在时SIM对其的吸附能很好地遵循L模型有关;但对Pb2+-Cu2+二元竞争体系中的Cu2+来说, Modified Langmuir模型对其拟合度不如Pb2+好,可能是由于Pb2+、Cu2+单独存在时,SIM对Pb2+的吸附比其对Cu2+的吸附更符合L模型.对于Pb2+-Cu2+二元竞争体系中的Cu2+来说,5种模型中Extended Langmuir模型最适合描述SIM对它的吸附行为,2为0.982,SSE为3815;对Pb2+-Cu2+二元竞争体系中的Pb2+来说,Extended Langmuir竞争吸附模型对其拟合较好,虽然SSE(7407)稍大一些,但相关系数可达到0.982.Extended Freundlich和SRS模型对2种重金属离子吸附的描述效果均不佳,SSE值均较大,很可能与SIM在单组分吸附Pb2+和Cu2+过程中无法应用F模型准确拟合有关.

由图6可知,在Pb2+-Cu2+二元混合体系中SIM吸附Cu2+的拟合曲面向上凸起,拟合曲面随Pb2+平衡浓度的变大而慢慢靠近平面,而SIM对Cu2+的吸附量趋势由大变小,二元竞争体系中SIM对Cu2+吸附量较单组分溶液中的吸附量小,但变化趋势基本保持一致,由此可以得出Pb2+的存在会影响SIM对Cu2+的吸附.图7在Pb2+-Cu2+二元竞争体系中拟合SIM对Pb2+吸附变化趋势与对Cu2+的吸附行为大体一致,拟合曲面随着Cu2+的平衡浓度的变大而接近平面,其凸起程度没有Cu2+明显,由此可以得出Cu2+的存在也会影响SIM对Pb2+的吸附.

图6 竞争吸附中SIM对Cu2+的Extended Langmuir模型拟合

图7 竞争吸附中SIM对Pb2+的Extended Langmuir模型拟合

在Cu2+-Pb2+二元溶液中,当Pb2+和Cu2+初始离子浓度均较低时,SIM对2种金属离子的吸附量与其单独存在时的吸附量相差不大,但当Pb2+和Cu2+初始浓度³200mg/L时,竞争金属离子的存在对SIM吸附目标清除离子的干扰程度变大.当Cu2+和Pb2+的初始浓度均为600mg/L时,SIM对Pb2+和Cu2+的吸附量分别为170.83和122.27mg/g,这与金属离子单独被吸附时的量(Pb2+:282.98mg/g,Cu2+:218.42mg/g)相差甚大,由此也可以推测出高浓度的Pb2+和Cu2+同时存在时会严重干扰SIM对其中一种离子的吸附.这不仅与吸附剂的量有关也与Pb2+和Cu2+的理化性质相似有很大关系.

从图8(a)可知,大部分数值紧挨对角线,只有少数几个点稍有远离,图8(b),数值基本分布在对角线周围,仅有个别点远离对角线,说明实际值与理论值在一定程度上较为接近.综上,Extended Langmuir模型能较好地预测Pb2+-Cu2+二元竞争体系中Pb2+和Cu2+的等温吸附情况.

2.3 SIM吸附Pb2+、Cu2+及二元混合溶液前后的红外光谱图

将吸附Pb2+、Cu2+及Pb2+-Cu2+二元溶液后的SIM如1.7处理,进行红外光谱的研究,结果如图9.

SIM的红外光谱图显示,在3734.07和3421.61cm-1处存在吸收峰,这2个吸收峰为—COO－, —NH以及—OH的官能团的振动归属峰, 3213.31cm-1处吸收峰为C≡C振动吸收峰,2400~ 2100cm-1处吸收峰为3键和累积双键区,1614~ 1500cm-1为芳环C=C伸缩振动区.SIM吸附Pb2+和Cu2+后, 3734.07cm-1处的吸收峰消失,3421.61cm-1处峰向高波数方向移动,且吸附Pb2+后比吸附Cu2+后的位移要多一些,而二元竞争吸附后出现最大位移,这与Saini等[30]合成黑色素吸附铀的红外谱图较为相似.说明Pb2+和Cu2+可能代替了某些振动基团,且SIM对Pb2+的吸附能力高于其对Cu2+的吸附能力.吸附Pb2+和Cu2+后3213.31cm-1处吸收峰向低波数方向移动,位移依旧为二元溶液位移大于Pb2+大于Cu2+,此处峰值的移动说明金属离子取代C≡C两端的某些基团,使分子对称性降低,向低频段偏移[31]. 2400~2100cm-1处的峰消失,说明3键和双键数量减少. 1614.36cm-1处峰值向高波数方向移动,1394cm-1处峰值未发生移动,说明C-C单键骨架振动和C-C单键骨架振动为参与到吸附过程中来,SIM吸附2种离子后在994cm-1附近出现了一个新峰,而原本在1050cm-1附近的吸收峰消失,在Saini等[30]研究的合成黑色素吸附铀的红外谱图在920cm-1附近也出现了新峰,与本研究相似.综合红外光谱的变化情况,SIM对Pb2+和Cu2+的吸附过程中,羟基、-COO－、-NH、C≡C、C=C等为主要的吸附位点.

图9 SIM吸附Pb2+和Cu2+前后红外光谱

3 结论

3.1 研究SIM作为吸附剂对单组分金属离子溶液(Pb2+、Cu2+)及二元混合体系溶液(Pb2+-Cu2+)的吸附效果时得到:pH值、SIM添加量、吸附时间均对SIM吸附Pb2+和Cu2+的吸附效果影响较大,但温度对吸附效果影响较小.

3.2 二元混合体系试验中SIM对Pb2+和Cu2+的吸附量均低于SIM在单组分溶液中对Pb2+和Cu2+的吸附量,说明二元混合体系中Pb2+和Cu2+存在竞争吸附.

3.3 单组分溶液(Pb2+、Cu2+)拟合等温吸附模型时发现L模型比F模型更适合描述吸附行为;二元混合体系溶液(Pb2+-Cu2+)中SIM对Cu2+和Pb2+的吸附均可用Extended Langmuir模型来预测.

3.4 SIM吸附Pb2+和Cu2+前后红外光谱图显示,吸附行为的发生是因为SIM上羟基、-NH和不饱和键是金属离子的吸附位点,且SIM对Pb2+的吸附能力优于对Cu2+的吸附.

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Adsorption performance of squid ink melanin (SIM) on Pb2+-Cu2+binary system.

ZHANG Hong-chao, LÜ Ling, XUE Zhang-zhi, SONG Zheng-gui, LI He-sheng*, WANG Hong-fei

(1.College of Food and Pharmaceutical Science, Ningbo University, Ningbo 315800, China)., 2019,39(4)：1493~1501

Squid ink melanin (SIM) was used as a new biological adsorbent to investigate absorptive efficiency of SIM to Lead ions (Pb2+) and copper ions (Cu2+) from mono-component aqueous solution(Pb2+、Cu2+) and binary solution (Pb2+-Cu2+), and the isothermal adsorption model was established . The results indicated that the effects of pH, SIM addition and adsorption time on the adsorption of Pb2+and Cu2+by SIM were significant, except for adsorption temperature.The adsorption comparison between single component adsorption and binary mixed system shows, Pb2+and Cu2+have competitive adsorption in binary mixed system.The single-component of Pb2+and Cu2+adsorption by SIM were fitted to L (Langmuir) and F (Freundlich) isotherm adsorption models, and the L model has a higher fitting degree with the experimental results.The isotherm adsorption processes of Pb2+-Cu2+binary system was fitted by using the Non-modified Langmuir, Modified Langmuir isotherm, Extended Langmuir, Extended Freundlich and SRS model. The result showed that Extended Langmuir model was the best fitted to the experimental results.The machanism of SIM adsorption of metal ions was analysed by FTIR. It was found that the hydroxyl, -NH and unsaturated bonds on SIM were the adsorption sites of metal ions, and the adsorption capacity of SIM to Pb2+was superior to that of Cu2+.

squid ink melanin (SIM)；competitive adsorption；lead ions；copper ions；isothermal adsorption

X703.5

A

1000-6923(2019)04-1493-09

2018-08-24

浙江省重大科技专项(2009C03017-3);“水产”浙江省重中之重学科开放基金(xkzsc1523);宁波市自然科学基金(2013A610156)

*责任作者, 教授, lihesheng@nbu.edu.cn

张洪超(1992-),女,宁夏银川人,宁波大学硕士研究生,主要从事水产品加工与利用.发表论文4篇.