生物吸附量的影響條件
生物吸附金屬是一個(gè)復(fù)雜的過程,受很多條件的影響和限制,如生物吸附劑、金屬離子及物理化學(xué)條件等。以下介紹常見的影響因素。
1.生物吸附劑的預(yù)處理
在研究過程中,人們發(fā)現(xiàn)對(duì)生物吸附劑進(jìn)行一些物理化學(xué)上的預(yù)處理,可以不同程度地改變吸附劑的吸附能力。
Ting 等對(duì)Saccharomyces cerevisiae 吸附Cd2 + 和Zn2 + 的性能進(jìn)行了對(duì)比研究,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過預(yù)處理(加酸煮沸、加堿煮沸、高壓蒸汽、甲醛浸泡) 的酵母稀細(xì)胞的吸附能力增強(qiáng)了。Miguel 對(duì)氰基菌P. laminosum 用1 mol/ L HNO3 預(yù)處理一段時(shí)間后, 用它吸附Cr ,Fe ,Pb ,Cu ,Zn 及Zi ,吸附量無明顯提高;而用1 mol/ L NaOH 處理,吸附量卻提高了5 % ～34 %。李清彪對(duì)白腐真菌菌絲球進(jìn)行堿處理后,用于吸附Pb2 + ,吸附量增加65 %～90 %。將黑根菌在0. 5 mol/ L NaOH 中加熱煮沸2 h 后,其吸附量增加了25 %。
2.物理化學(xué)條件
2.1 溶液pH 值的影響
由于H+ 與被吸附陽離子之間的競(jìng)爭(zhēng)吸附作用,溶液的p H 值是影響飽和吸附量的主要因素。當(dāng)p H 值較小時(shí),溶液中的H+ 3 O 會(huì)占據(jù)大量的吸附活性點(diǎn),從而阻止了陽離子與吸附活性點(diǎn)的接觸, 吸附量下降;當(dāng)p H 值較高時(shí),金屬離子以氫氧化物微粒的形式存在,從而使吸附無法順利進(jìn)行。因此, 應(yīng)選擇合適的p H 值,一般為5～7 。
2.2 溫度
不同的生物吸附劑吸附不同的金屬時(shí),溫度對(duì)吸附金屬量的影響有所不同。研究表明,溫度過高或過低都會(huì)使飽和吸附量略有降低,但總體而言,溫度對(duì)生物吸附的影響不如pH 值明顯;且由于升溫會(huì)增加運(yùn)行成本,因此,在生物吸附過程中不宜采用升溫操作。
2.3 競(jìng)爭(zhēng)離子的影響
在系統(tǒng)中欲被分離的金屬離子稱為目標(biāo)離子, 溶液中的其他離子和目標(biāo)離子都有可能結(jié)合到吸附位點(diǎn)上,這些金屬離子稱為競(jìng)爭(zhēng)性陽離子。由于競(jìng)爭(zhēng)性陽離子對(duì)吸附位點(diǎn)的占據(jù),導(dǎo)致目標(biāo)離子的吸附量下降。由于各競(jìng)爭(zhēng)性陽離子與吸附位點(diǎn)之間親和力不同,對(duì)目標(biāo)離子的影響能力也不同。Sillen 指出陽離子的干擾能力隨其電負(fù)性加強(qiáng)而加強(qiáng)。某試驗(yàn)結(jié)果表明,Ca2 + 會(huì)嚴(yán)重干擾Ni2 + 的吸附;對(duì)Cr2 + 及Zn2 + 無影響;對(duì)Fe2 + ,Cd2 + 及Pb2 + 甚至稍有好處。吳涓等研究了白腐真菌對(duì)Pb2 + 的吸附,發(fā)現(xiàn)Zn2 + ,Cd2 + 與Cu3 + 等3 種離子與Pb2 + 共存時(shí),均會(huì)使Pb2 + 的吸附量減少。
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