风化煤固定化微生物材料对铅的吸附特性及机理

摘要：

风化煤固定化微生物材料较游离微生物能更好地钝化重金属.研究旨在探究风化煤固定化微生物材料的铅吸附性能及机理,为其污染场地应用提供理论指导和依据.以风化煤固定化微生物材料为对象,通过批量吸附试验系统研究材料的用量、pH、吸附时间和铅溶液质量浓度对其吸附性能的影响,并采用动力学、热力学模型拟合的方式描述铅吸附过程,结合扫描电镜和红外光谱技术对吸附机理进行探究.结果表明,风化煤固定化微生物材料用量为0.4 g/L、pH值为4、吸附时间大于12 h时,在200 mg/L铅溶液中吸附性能最优,最大吸附量达到338 mg/g;拟二级动力学模型和Langmuir模型显示,该吸附过程以化学吸附为主,且铅离子以单分子层的形式排列;热力学分析表明,该反应是自发的吸热反应,温度升高会促进反应的发生.材料表面钙、钠等元素的离子交换作用及羟基、羧基、羰基、酰胺基等活性基团的络合沉淀作用,促进了风化煤固定化微生物材料的铅吸附作用.在铅质量浓度为200 mg/L,材料用量为0.4 g/L、pH值为4、吸附时间大于12 h时,可实现材料吸附性能的最大化.材料表面的Ca、Na等元素与铅的离子交换作用以及羟基、羧基、羰基、酰胺基与铅的络合沉淀作用是其主要作用机制.

关键词：铅污染修复、固定化微生物材料、吸附特性、动力学模型、热力学模型、吸附机制

所属期刊栏目：52

分类号：X53(土壤污染及其防治)

资助基金：国家重点研发计划;山西省自然科学基金面上项目;山西省博士来晋奖励项目;山西农业大学博士科研启动项目;山西农业大学博士科研启动项目

在线出版日期：2024-02-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：94-100