负载镧的EGDE交联壳聚糖微球对氟离子的吸附平衡与吸附动力学_李永富

　第４２卷　第６期　２０１２年６月　中国海洋大学学报ＰＥＲＩＯＤＩＣＡＬ　ＯＦ　ＯＣＥＡＮ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　ＯＦ　ＣＨＩＮＡ４２（６）：０３４～０３９Ｊｕｎ．，２０１２负载镧的ＥＧＤＥ交联壳聚糖微球对氟离子的吸附平衡与吸附动力学＊李永富，孟范平＊＊，杜秀萍，周　游（中国海洋大学海洋环境科学与工程学院海洋环境与生态教育部重点实验室，山东青岛２６６１００）摘　要：　采用负载镧的乙二醇二缩水甘油醚（ＥＧＤＥ）交联壳聚糖微球对含氟水进行吸附处理。该吸附剂的适宜工作条件为：温度３０～５０℃，ｐＨ值７．０，吸附时间３０ｍｉｎ。用吸附等温线描述了Ｆ－在吸附剂上的吸附平衡，并用动力学模型研究了其吸附动力学机制。结果表明：吸附剂对Ｆ－的吸附平衡符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附等温线和Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ吸附等温线，饱和吸附容量为２５．７ｍｇ·ｇ－１；该吸附剂对Ｆ－的吸附既包含化学吸附又包含物理吸附过程，以单分子层的化学吸附为主；吸附动力学符合拟二级动力学方程，吸附过程受化学吸附机理的控制，颗粒内扩散和液膜形成的边界层是其限速步骤。关键词：　壳聚糖；镧；乙二醇二缩水甘油醚（ＥＧＤＥ）；氟；吸附等温线；吸附动力学中图法分类号：　Ｘ１３１　　　　　文献标志码：　Ａ　　　　　文章编号：　１６７２－５１７４（２０１２）０６－０３４－０６　　壳聚糖是１种来源广泛、无毒、易降解的天然聚合物，利用其衍生物开发新型除氟剂受到广泛关注。此类除氟剂中，负载过渡金属离子的壳聚糖饱和吸附容量较高，具有较好的开发潜力［１］。为改进壳聚糖的机械性能，在螯合金属离子离子前，多采用戊二醛（ＧＬＡ）对壳聚糖微球进行交联改性［２－３］。但ＧＬＡ毒性较高，且交联反应降低了壳聚糖微球对镧离子的螯合能力［４－６］。这显然不利于制得性能优越的除氟剂。目前尚未见采用其它交联剂的报道。基于此，本研究选用毒性较低且不会影响金属离子螯合的乙二醇二缩水甘油醚（ＥＧＤＥ）作为替代交联剂，交联反应在消耗壳聚糖分子中的活性基团的同时向交联产物中引入活性基团－ＯＨ［５－６］，可保持交联壳聚糖对稀土离子的螯合能力。将交联壳聚糖微球与Ｌａ３＋螯合制得新型吸附剂，为饮用水脱氟寻求１种有效的方法。除新吸附剂的研发外，试验方法、理论方法和计算机模拟三者的紧密结合亦可以有效推动吸附分离技术的发展［７－８］。本研究采用吸附等温线来描述负载镧的交联壳聚糖微球（Ｃ