磁性納米固定化黃孢原毛平革菌對鉛離子的吸附及其機(jī)理研究.pdf

1、由于人類社會的發(fā)展，使得越來越多的污染物質(zhì)排放到環(huán)境中，其中重金屬污染問題尤其嚴(yán)重。由于重金屬一般具有較大的毒性、高的移動性和低的中毒濃度，在水體中不能被生物降解，其排放的含重金屬廢水進(jìn)入環(huán)境后，重金屬在各介質(zhì)間循環(huán)運(yùn)動，形成對環(huán)境的永久性污染，嚴(yán)重危害生態(tài)環(huán)境。如何科學(xué)有效地解決重金屬對水體的污染已經(jīng)成為世界各國政府以及廣大環(huán)保工作者研究的熱點(diǎn)之一。黃孢原毛平革菌最開始是由于其能有效降解木質(zhì)素而聞名，之后的研究中發(fā)現(xiàn)黃孢原毛平革菌能有

2、效富集重金屬，因而得到廣泛關(guān)注，但是游離的黃孢原毛平革菌的吸附性能受到一定的限制。
　　因此，本研究利用磁性納米顆粒和海藻酸鈣共同固定化黃孢原毛平革菌，在黃孢原毛平革菌菌球內(nèi)部包埋有Fe3O4納米粒子和海藻酸鈣，以提高黃孢原毛平革菌的吸附性能。利用環(huán)境掃描電鏡對制備出的吸附劑進(jìn)行表征，可以發(fā)現(xiàn)制備出的吸附劑外部含豐富的黃孢原毛平革菌菌絲體，整個菌絲體纏繞成結(jié)構(gòu)松散的菌球，菌球呈多孔狀，含有大量的小空隙，以便于Pb(Ⅱ)傳輸?shù)轿絼?/p>

3、內(nèi)部；Fe3O4納米粒子和海藻酸鈣均很好地被包埋在黃孢原毛平革菌菌球內(nèi)部，且Fe3O4納米粒子分散良好，由于吸附劑內(nèi)部孔隙率大，進(jìn)一步促進(jìn)了Pb(Ⅱ)的吸附與聚集，有效地改善了黃孢原毛平革菌菌球內(nèi)部吸附受到限制的問題，強(qiáng)化了吸附劑的內(nèi)部傳輸吸附機(jī)理。此外，傅里葉紅外光譜和XRD射線衍射等表征證實(shí)磁性納米粒子卻是成功用于黃孢原毛平革菌的固定化，而且固定化過程沒有改變磁性納米粒子本身的結(jié)構(gòu)。
　　進(jìn)一步對影響生物吸附效率的因素進(jìn)行分析

4、，如pH值、溫度、吸附時間、吸附劑用量大小和共存離子等，對磁性納米固定化黃孢原毛平革菌對Pb(Ⅱ)的吸附條件進(jìn)行優(yōu)化，確定最佳吸附條件，提高鉛離子的處理效率。結(jié)果表明，最佳吸附條件pH5.0，吸附溫度35℃，吸附時間12 h，吸附劑最佳用量為1.8 g/L。最佳吸附條件下，當(dāng)Pb(Ⅱ)濃度為500 mg/L時，吸附容量達(dá)到最大值185.25 mg g-1，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的生物吸附劑以及新型磁性納米吸附劑，能有效用于微量和高濃度Pb(Ⅱ)的

5、去除。固定化黃孢原毛平革菌吸附容量的增加可能是由于其包埋的磁性納米所導(dǎo)致的，而且固定化后的吸附劑重復(fù)利用性能很好，經(jīng)5次吸附.解吸循環(huán)后，吸附效率仍保持在90%左右。
　　磁性納米固定化黃孢原毛平革菌對Pb(Ⅱ)的吸附很好地符合準(zhǔn)二級動力學(xué)過程。對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，結(jié)果表明，固定化黃孢原毛平革菌吸附鉛離子的過程符合Langmuir等溫吸附方程，相關(guān)系數(shù)為0.9870～0.9895。探索了吸附過程的吸附熱力學(xué)因素，結(jié)果表明吸附反應(yīng)是