海藻酸钠基复合凝胶微球吸附剂去除废水中重金属离子的研究

总结过去，擘画未来，生态环境正在发生着历史性、转折性的改变，我们的祖国天更蓝，山更绿，水更清。但在水环境治理过程中，仍有一些日益凸显的问题亟待处理。一些市政、工业和农业活动将含重金属的废水排放到环境中，这些重金属会对生态环境和人类健康造成各种消极影响。吸附法因经济高效、安全可靠且历经时间验证被各研究团队关注。利用生物材料进行生物吸附去除重金属离子具有非常大的应用潜力，特别是在废水处理中，在近十年得到了广泛的研究。海藻酸钠（SA）是一种从藻类中提取的天然大分子。SA作为一种多糖，具有环境友好、来源广、成本低等优点。在SA的分子骨架上有丰富的羟基和羧基，这些官能团可以导致配位螯合、与金属离子发生离子交换反应，从而实现对重金属的吸附。因此，SA是目前流行的一种去除废水中重金属离子的生物吸附剂。本文阐述了两种基于海藻酸钠的共混交联复合凝胶微球吸附剂对废水中重金属离子（Cu2+和Pb2+）的去除研究。采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）和热重分析仪（TGA）等对两种微球吸附剂（SA/FGO、SA/PMAV）的结构进行了表征；确定了SA/FGO、SA/PMAV吸附性能的影响因素；此外，还利用等温线模型和动力学模型探究了两种微球的吸附机理。 (1) 制备了功能化氧化石墨烯（FGO），并将其与海藻酸钠（SA）混合，用氯化钙交联，制备了直径约为2.5mm均匀规整的黑色微球（SA/FGO）。Cu2+和Pb2+的最佳吸附pH分别为4.0和5.5，最佳离子初始浓度分别为200mg/L和500mg/L，最佳吸附平衡时间分别为60min和50min。结果表明，SA/FGO微球对Cu2+和Pb2+均具有快速的吸附过程和良好的吸附能力。该凝胶球对Cu2+和Pb2+的吸附更符合朗缪尔模型和伪二阶动力学模型。Cu2+和Pb2+在200mg/L的离子浓度条件下，最佳吸附容量分别为100.4mg/g和178.6mg/g。经过连续5次吸附-解吸循环后，微球对Cu2+和Pb2+的吸附能力保持在90%以上，具有良好的可循环使用性。 (2) 制备了功能化有机硅乳液（PMAV），并将其与海藻酸钠（SA）混合，用氯化钙交联，制备了直径约为2.0mm的大小均匀的乳白色微球（SA/PMAV）。本实验共设计了三种不同PMAV含量的微球（SA/PMAV5、SA/PMAV10、SA/PMAV15）应用于模拟废水中Cu2+和Pb2+的去除。结果表明，随着PMAV含量的增加，微球的吸附效果越来越好。Cu2+和Pb2+的最佳吸附pH分别为4.0和5.5，最佳吸附初始离子浓度分别为200mg/L和500mg/L，最佳吸附平衡时间分别为90min和60min。该凝胶球对Cu2+和Pb2+的吸附更符合朗缪尔模型和伪二阶动力学模型。经过吸附-解吸循环实验，微球对Cu2+和Pb2+仍具有较高的吸附容量。

评阅意见： 本文通过研究海藻酸钠共混交联复合凝胶微球吸附剂对废水中重金属离子（Cu2+和Pb2+）的去除，探究了两种微球吸附剂的结构特征、吸附性能影响因素和吸附机理。研究结果表明，两种微球对Cu2+和Pb2+具有良好的吸附能力和可循环使用性。文章结构清晰，实验方法可靠，数据分析详细，研究结果具有一定的应用价值。建议作者在文章中加入更多的实验结果分析，如吸附等温线、动力学模型拟合结果，以及与其他吸附剂对比实验结果等，以进一步展示两种微球吸附剂的优势和应用前景。