Page 172 - 《精细化工》2021年第1期

第 38 卷第 1 期 精 细 化 工 Vol.38, No.1
202 1 年 1 月 FINE CHEMICALS Jan. 2021

水处理技术与环境保护
海藻酸钠凝胶海绵体的制备及其

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对 Pb 和 Cu 的吸附

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杨晓武，李志刚 ，李培枝，王江涛
（陕西科技大学 教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室，陕西 西安 710021）

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摘要：以海藻酸钠与钙离子交联形成凝胶，采用真空冷冻干燥技术将凝胶制备成超轻海绵体，考察其对 Pb 和
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Cu 的吸附作用。结果表明，在溶解过程，天然多糖海藻酸钠微观结构首先由丝状结构逐渐向片层结构伸展，
而海藻酸钠凝胶海绵体则形成了致密的多孔结构，微观结构发生变化。当海藻酸钠与氯化钙交联比（质量比）
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是1∶5时，所得的凝胶海绵体的比表面积达到2.1543 m /g。在pH=3，吸附时间50 min，海绵体质量浓度为0.5 g/L，
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吸附温度 40 ℃的优化条件下，该海绵体对 Cu 和 Pb 的吸附量分别达到 29.4 和 88.9 mg/g。重复使用 5 次后，
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海绵体对 Cu 和 Pb 的吸附量分别为 18.7 和 77.1 mg/g。吸附动力学拟合结果表明，海绵体对 Cu 和 Pb 的吸
附以化学吸附为主。
关键词：海藻酸钠；凝胶；海绵体；重金属吸附；水处理技术
中图分类号：X592; X703;TQ424.3 文献标识码：A
文章编号：1003-5214 (2021) 01-0162-07 开放科学 (资源服务) 标识码 (OSID)：

Preparation of sodium alginate gel sponge and
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its adsorption for Pb and Cu
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YANG Xiaowu, LI Zhigang , LI Peizhi, WANG Jiangtao
（Key Laboratory of Auxiliary Chemistry and Technology for Light Chemicals, Ministry of Education, Shaanxi
University of Science & Technology, Xi'an 710021, Shaanxi, China）

Abstract: Sodium alginate and calcium ions were cross-linked to form gel, and then the ultra-light sponge
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was prepared through disposing of gel by vacuum freeze-drying. The adsorption of Pb and Cu by the
sponge was investigated. The results showed that the microstructure of natural polysaccharide sodium
alginate gradually extended from filiform to lamellar during the dissolution process. However, the sponge
of sodium alginate gel formed a dense porous structure. When the cross-linking ratio (mass ratio) of sodium
alginate to calcium chloride was 1∶5, the specific surface area of the obtained gel sponge reached
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2.1543 m /g. The adsorption capacity of Cu and Pb reached 29.4 and 88.9 mg/g under the optimal
conditions of pH=3, adsorption time of 50 min, mass concentration of the sponge of 0.5 g/L, and 40 ℃.
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After being reused 5 times, the adsorption capacity of Cu and Pb by the sponge was 18.7 and 77.1 mg/g,
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respectively. The fitting results of kinetics adsorption revealed that the adsorption of Cu and Pb by the
sponge was mainly chemical adsorption.
Key words: sodium alginate; gel; sponge; heavy metal adsorption; water treatment technology
海藻酸钠（SA）是从褐藻类的海带、巨藻等藻 类植物中提取出来的线性天然高分子多糖，由 α-L-

收稿日期：2020-07-13; 定用日期：2020-09-01; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200630
基金项目：国家自然科学基金（51603117）；陕西省教育厅重点实验室科研计划项目（18JS013）；陕西省高校科协青年人才托举计划
项目（20190604）
作者简介： 杨晓武（1982—），男，副教授，E-mail: 38685856@qq.com。联系人：李志刚（1995—），男，硕士生，E-mail: 2436898149@qq.com。