生物锰氧化物及其炭化产物对铅的吸附性能研究

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liulangdetianya
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近年来,随着工业的快速发展,重金属污染日趋严重。工业废水已经成为重金属锰、铅污染的主要来源。因此,如何除去废水中的锰和铅污染值得关注和研究。生物锰氧化物是微生物氧化锰离子形成的代谢产物,生物锰氧化物因其比表面积大,弱晶型,阳离子空位多,吸附性能好。生物锰氧化物和生物炭作为重金属吸附剂已引起了人们的关注。本论文主要完成了以下工作:1.从锰污染土壤中分离筛选出一种锰氧化菌4-15,用LBB试剂测定结果显示其有锰氧化能力。对Mn(Ⅱ)的抗性达到60 mmol/L,随着锰浓度的增加,其生长受到抑制。在10 mmol/L Mn(Ⅱ)浓度下,锰去除率为33.55%,氧化率为29.50%。2.在10 mmol/L Mn(Ⅱ)浓度下,培养菌4-15生物锰氧化物,测定其全锰含量为33.42%。通过扫描电镜分析,发现其表面多孔结构。比表面积为73.35 m2/g,红外图谱分析表明其含有含氧官能团,XRD结果表明其为弱晶型锰氧化物。菌4-15生物锰氧化物在25℃,初始Pb2+浓度为500 mg/L条件下吸附Pb2+,6 h达到吸附平衡,吸附量达到1206 mg/g,吸附动力学符合伪二级动力学模型,等温线符合Langmuir模型,随pH的增加,吸附量增加,随着离子强度的增加,吸附量减少。3.生物锰氧化物MnI7-9在300℃炭化2 h制备的炭化产物含碳39.30%,含Mn为46.76%,SEM结果显示,炭化后的生物锰氧化物颗粒结构明显,为层状多孔结构。红外图谱结果表明表面有很多含氧官能团,XRD结果显示含有Mn的弱晶型。生物锰氧化物炭化改性产物在25℃,初始Pb2+浓度为500 mg/L条件下吸附Pb2+,在22 h达到吸附平衡,吸附量达1128 mg/g,吸附过程符合伪二级动力学模型,等温线符合Langmuir模型,随着pH的增加,吸附量增加,随着离子强度的增加,吸附量减少。掩蔽官能团羧基和羟基后,吸附量分别减少24.72%和20.06%。吸附主要为化学吸附。据上所述,本论文筛选出的锰氧化菌株4-15,其产生的生物锰氧化物和锰氧化菌MnI7-9产生物锰氧化物炭化产物均具有较强的吸附Pb2+的能力,具有一定的应用前景。
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