凤眼莲对二价铁锰离子的吸附及机理研究

第33卷第3期2013年3月环境科学学报ActaScientiaeCircumstantiaeVol.33,No.3Mar.,2013基金项目:福建省环境保护厅资助项目(No.FJHK200912)SupportedbytheStateDepartmentofEnvironmentalProtectionItemofFujianProvince(No.FJHK200912)作者简介:韩永和(1986—),男,E-mail:hanyonghe0423@163.com;∗通讯作者(责任作者),E-mail:mli@fjnu.edu.cnBiography:HANYonghe(1986—),male,E-mail:hanyonghe0423@163.com;∗Correspondingauthor,E-mail:mli@fjnu.edu.cn韩永和,章文贤,周志华,等.2013.凤眼莲对二价铁锰离子的吸附及机理研究[J].环境科学学报,33(3):715-724HanYH,ZhangWX,ZhouZH,etal.2013.StudyontheadsorptionandmechanismofdivalentironandmanganeseionsbyEichhorniacrassipes[J].ActaScientiaeCircumstantiae,33(3):715-724凤眼莲对二价铁锰离子的吸附及机理研究韩永和,章文贤,周志华,李敏∗福建师范大学生命科学学院,福州350108收稿日期:2012-04-06修回日期:2012-06-11录用日期:2012-06-21摘要:利用凤眼莲根、茎、叶粉末吸附水溶液中的Fe2+、Mn2+,并通过一系列的条件优化,确定了最佳的吸附条件.同时,采用等温吸附模型与动力学模型拟合研究了吸附特性.结果表明,凤眼莲根、茎、叶对Fe2+的吸附能力依次为根>叶>茎,对Mn2+的吸附能力依次为茎>叶>根;在Fe2+、Mn2+起始浓度分别为45mg·L-1和75mg·L-1,pH分别为4.0和5.0,吸附剂添加量为0.4g,摇床转速为180r·min-1,温度为50℃的条件下,根对Fe2+的最大吸附量为(21.73±0.38)mg·g-1,茎对Mn2+的最大吸附量为(15.55±0.58)mg·g-1,去除率分别达到96.58%和82.93%.Langmuir模型和准二级动力学模型能够较好地拟合Fe2+、Mn2+的吸附过程,吸附活化能与傅立叶红外光谱等表明该过程为物理化学吸附.与现有的Fe2+、Mn2+吸附生物质相比,凤眼莲粉末吸附水溶液中Fe2+、Mn2+的能力较突出,是一种极具潜力的吸附材料.关键词:凤眼莲;金属离子;吸附;机理文章编号:0253-2468(2013)03-715-10中图分类号:X703.1文献标识码:AStudyontheadsorptionandmechanismofdivalentironandmanganeseionsbyEichhorniacrassipesHANYonghe,ZHANGWenxian,ZHOUZhihua,LIMin∗CollegeofLifeSciences,FujianNormalUniversity,Fuzhou350108Received6April2012;receivedinrevisedform11June2012;accepted21June2012Abstract:Inthispaper,drypowdersofroot,stemandleafofEichhorniacrassipeswereusedtoadsorbdivalentironandmanganeseionsfromaqueoussolution.Withbatchexperiments,theoptimumadsorbingconditionsweredetermined.Also,theadsorptioncharacteristicswerestudiedbyIsothermalAdsorptionModel(IAM)andKineticModel(KM).Accordingtotheresults,thedrypowdersofrootandstemwerethebestforremovingFe2+andMn2+,respectively.ThemaximumadsorptioncapacityofFe2+andMn2+wasobservedatinitialconcentrationofFe2+as45mg·L-1andMn2+as75mg·L-1,respectively.TheoptimumpHwas4.0forFe2+and5.0forMn2+.Besides,a