Page 172 - 精细化工2019年第8期

第 36 卷第 8 期 精 细 化 工 Vol.36, No.8
201 9 年 8 月 FINE CHEMICALS Aug. 2019

水处理技术与环境保护
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柚皮粉复合高吸水树脂吸附溶液中 Cu 的行为及机理

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龚 磊，刘 倩，戴润英，魏 玲，刘光斌，黄 忠，刘长相 ，胡秀霞
（江西农业大学 理学院，江西 南昌 330045）

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摘要：探究了柚皮粉接枝聚丙烯酸-聚丙烯酰胺复合高吸水树脂（PP-SA）对 Cu 的吸附行为及机理。考察了吸
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附时间及硫酸铜初始质量浓度对 PP-SA 吸附 Cu 容量的影响，并对其吸附过程进行热力学等温线及动力学方程
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拟合，用 XPS 及 TG 对吸附 Cu 溶液饱和的 PP-SA 进行了表征，探讨了其吸附 Cu 机理。结果表明：硫酸铜初
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始质量浓度为 2000 mg/L 时 PP-SA 的 Cu 吸附容量最大，可达 199.3 mg/g，吸附约 6.5 h 即达饱和；PP-SA 对
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Cu 的吸附等温线符合 Langmuir 吸附等温式，吸附动力学符合准二级动力学方程；PP-SA 对 Cu 的吸附主要通
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过离子交换、螯合作用及静电吸引实现，被吸附的铜物种以 Cu 形式存在，其中有小部分 CuSO 4 。
关键词：柚皮粉；高吸水树脂；铜离子；吸附机理；水处理技术
中图分类号：TB34 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2019) 08-1660-05
Behaviors and Mechanism of Pomelo Peel Powder Composite
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Superabsorbent Absorbing Cu in Solution

GONG Lei, LIU Qian, DAI Run-ying, WEI Ling, LIU Guang-bin,
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HUANG Zhong, LIU Chang-xiang , HU Xiu-xia
（College of Science, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, Jiangxi, China）

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Abstract: Adsorption behaviors and mechanism of Cu in solution by pomelo peel powder grafted
polyacrylate-polyacrylamide composite superabsorbent (PP-SA) were studied. The effects of adsorption
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time and initial mass concentration of copper sulfate on the adsorption capacity of Cu were investigated.
The thermodynamic adsorption isotherms and adsorption kinetics models were adopted to fit the data. The
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PP-SA saturated with Cu ions was characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and
thermogravimetric analysis (TG). The adsorption mechanisms were proposed. The results showed that the
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adsorption capacity of PP-SA for Cu ions in 2000 mg/L CuSO 4 solution was the highest, reaching 199.3
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mg/g in about 6.5 h. The Cu adsorption process followed the pseudo-second-order kinetic model and the
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data were fitted to the Langmuir isotherms. The Cu adsorption on PP-SA is achieved by ion exchange
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adsorption, chelation and electrostatic attraction. The copper species absorbed in PP-SA exist as Cu , a
small part of which is CuSO 4.
Key words: pomelo peel powder; superabsorbent resin; copper ions; adsorption mechanism; water
treatment

伴随冶金、电镀、印染等行业的发展，水体重 用方法中，吸附法因操作简便、吸附剂材料来源广
金属污染问题日益严重，其中含铜废水是最常见的 泛而备受关注，是目前的研究热点之一。作为废水
危害动植物生存环境的工业废水之一，如未经有效 处理吸附剂，高吸水树脂（SAP）具有超强的吸水
处理进入到地表或地下，将严重干扰动植物的正常 性能，但吸附溶液中金属离子的能力相对较弱，因
生长及繁育，甚至危及生命 [1-2] ，因此有必要去除废 此不少研究人员尝试对其进行改性处理，以增强其
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水中的 Cu ，使其达标排放。在处理含铜废水的常 对金属离子的吸附能力。Singh 等 制备了腐殖酸

收稿日期：2018-08-27; 定用日期：2019-03-04; DOI: 10.13550/j.jxhg.20180626
基金项目：国家自然科学基金项目（21563014）；江西省教育厅科学技术研究项目（GJJ160381）
作者简介：龚 磊（1974—），女，副教授，博士。联系人：刘长相（1982—）男，副教授，博士，E-mail：lgong_jxau@126.com。