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使用辣木種子粉末(MSSP)和香蕉皮粉末(BPP)進行生物吸附以有效去除廢水中的六價鉻
發布時間:2021-03-01 07:41
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廢水種的鉻:
鉻是在環境中發現的常用的三價,鉻(III)的天然存在的金屬,和六價,鉻(VI)的形式[ 1,2 ]。鉻的三價態[鉻(III)是用于在人類中碳水化合物代謝必不可少的,而六價鉻[鉻(VI)]被認為是有毒的[ 3,4 ]。六價鉻是一個100倍鉻[三價形式更具毒性5,6 ]。這是因為它是一種強氧化劑,可以釋放自由基,這些自由基可能對細胞產生致癌作用[ 4]。六價形式的含鉻化合物廣泛用于皮革,電鍍,紡織印染,金屬制造和涂飾等不同行業[ 7 ]。含鉻廢水是環境的主要污染物之一。因此,工業界必須對廢水進行處理,以將水和廢水中的鉻離子濃度降低到可接受的水平,然后再將其釋放到自然環境中。在發達國家,已采用各種常規和先進的處理方法從水和廢水中去除Cr離子。這些包括化學沉淀,離子交換,反滲透,膜過濾,電滲析,聚合納米顆粒和活性炭吸附[ 8,9,10,11,12,13 ]。然而,這些傳統和先進的技術是昂貴的,不可再生的材料一起使用,產生有毒的污泥常常是無效的,特別是用于在低濃度下,也難以在發展中國家,如埃塞俄比亞[應用它們的吸附去除Cr離子的14,15,16 。

 
辣木在廢水處理中的前景:
辣木是一種屬于辣木科的熱帶植物,生長在整個熱帶地區。辣木和辣木stenopetala是辣木家族[各物種中的兩個最常見的種類17,18 ]。辣木在東部非洲低地被馴化,是埃塞俄比亞南部的土著。辣木stenopetala通常被稱為“白菜樹”,并在埃塞俄比亞南部一個重要的土著植物在那里種植的糧食作物[ 19,20]。水溶性辣木種子具有類似于合成陽離子聚合物的凝結特性。辣木種子包含具有各種官能團,特別是低分子量氨基酸的陽離子多肽。這些氨基酸被去質子化以在pH范圍為4至8羧酸根配體同時質子化,其便于與羧基[帶正電的離子的結合的氨基21,22 ]。使用容易獲得且有效去除金屬的生物吸附劑(如辣木種子粉)可能是處理工業廢水的一種創新且經濟的方法。

香蕉與陽離子結合:
香蕉是熱帶地區生長最廣泛的另一種植物,在130多個國家/地區種植。完全位于熱帶地區的埃塞俄比亞具有巨大的香蕉生產潛力[ 23 ]。卡文迪許香蕉是埃塞俄比亞特別是該國南部和西南部廣泛種植和消費的主要水果作物[ 24 ]。香蕉富含果肉和果皮中都含有的多酚,類黃酮和多巴胺[ 25 ]。果膠物質是含有半乳糖醛酸,阿拉伯糖,半乳糖和鼠李糖作為主要糖成分的復雜雜多糖。半乳糖醛酸的羧基可使果膠物質與水溶液中的金屬陽離子牢固結合[ 26]。因此,香蕉皮粉可用于廢水中金屬離子的生物吸附。對于從水溶液中去除鉻離子的經濟高效,環保和本地替代材料的需求至關重要。因此,辣木種子粉末和香蕉皮粉末在各種操作變量(接觸時間,溶液pH,初始Cr濃度和溫度)下從水溶液中吸附去除Cr(VI)離子是當前工作的重點。

結論:
從目前的研究可以得出結論,辣木種子粉香蕉皮可用于去除廢水中的六價鉻離子。吸附劑的FT-IR表征表明,在吸附過程之前和之后,兩種吸附劑的結構上的官能團都有變化。Cr(VI)離子的去除率隨pH值的降低,吸附劑劑量和接觸時間的增加而增加。使用Langmuir和Freundlich模型描述了吸附等溫線。Freundlich模型更適合吸附數據。動力學研究表明,在假二級反應動力學中,Cr(VI)離子的吸附比假一級反應動力學更快。使用ΔG°,ΔH°和ΔS°進行熱力學研究,ΔG°的負值表示吸附過程的自發性,而ΔS°的正值s表示吸附過程的隨機性。使用MSSP和BPP吸附劑進行更綠色的生物吸附過程對于從廢水中去除Cr(VI)離子很重要,以確保環境安全。比較兩種吸附劑時,MSSP的去除效率優于BPP。
 
 
 
 
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