巯基改性泥炭对水体中Hg<sup>2+</sup>的吸附解吸研究

doi:10.11894/iwt.2019-1134

工业水处理 ›› 2020, Vol. 40 ›› Issue (10): 67-71. doi: 10.11894/iwt.2019-1134

巯基改性泥炭对水体中Hg²⁺的吸附解吸研究

姚璁¹(),何天容^1,*(),冉澍¹,王祖波²,王衡³

1. 贵州大学喀斯特环境与地质灾害防治重点实验室, 贵州贵阳 550025
2. 贵州大学资源与环境工程学院, 贵州贵阳 550025
3. 贵州财经大学公共管理学院, 贵州贵阳 550025

收稿日期:2020-07-13 出版日期:2020-10-20 发布日期:2020-10-21
通讯作者: 何天容 E-mail:yaocong9513@163.com;trhe@gzu.edu.cn
作者简介:姚璁(1995-),硕士研究生。E-mail:yaocong9513@163.com
基金资助:
贵州省科技支撑项目([2018]2336);国家自然科学基金项目(41763017);国家自然科学基金-贵州喀斯特联合基金项目(U1612442);贵州省教育厅青年科技人才成长项目([2016]177)

Adsorption and desorption of Hg²⁺ in water by thiol group modified peat

Cong Yao¹(),Tianrong He^1,*(),Shu Ran¹,Zubo Wang²,Heng Wang³

1. Key Laboratory of Karst Environment and Geohazard Prevention, Guizhou University, Guiyang 550025, China
2. School of Resources and Environment Engineering, Guizhou University, Guiyang 550025, China
3. College of Public Administration, Guizhou Finance and Economics University, Guiyang 550025, China

Received:2020-07-13 Online:2020-10-20 Published:2020-10-21
Contact: Tianrong He E-mail:yaocong9513@163.com;trhe@gzu.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

以泥炭土为原料，利用3-巯丙基三甲氧基硅烷对其进行改性，研究了不同巯基量改性泥炭土对水中Hg²⁺的吸附动力学特征及等温吸附解吸过程，并探讨了吸附机理。结果表明：提高泥炭土中的巯基含量，可增大泥炭土对Hg²⁺的吸附量，且吸附平衡时间明显缩短。巯基改性泥炭土对Hg²⁺的吸附符合准二级动力学方程和Langmuir吸附等温方程，吸附后的解吸率均较低。其吸附机理主要是通过羟基、羰基等官能团对汞的络合吸附作用。

关键词: 泥炭, 巯基, Hg²⁺, 吸附, 解吸

Abstract:

The peat was modified by 3-mercaptopropyltriethoxysilane. The adsorption dynamics and isometric adsorption and desorption process of the different amounts of -SH modified peat on Hg²⁺ in the water body were studied, and the adsorption mechanism was explored. The results showed that increasing the -SH content in peat soil increased the adsorption capacity of peat to Hg²⁺, and the adsorption equilibrium time was obviously shortened. The adsorption of Hg²⁺ by mercapto-modified peat conformed to the pseudo-second-order dynamic equation and Langmuir adsorption isotherm equation, and the desorption rate after adsorption was low. Its adsorption mechanism was mainly through the complex adsorption on mercury, such as hydroxyl, carbonyl and other functional groups.

Key words: peat, thiol group, Hg²⁺, adsorption, desorption

中图分类号:

X703

姚璁,何天容,冉澍,王祖波,王衡. 巯基改性泥炭对水体中Hg²⁺的吸附解吸研究[J]. 工业水处理, 2020, 40(10): 67-71.

Cong Yao,Tianrong He,Shu Ran,Zubo Wang,Heng Wang. Adsorption and desorption of Hg²⁺ in water by thiol group modified peat[J]. Industrial Water Treatment, 2020, 40(10): 67-71.

https://www.iwt.cn/CN/Y2020/V40/I10/67

图/表 7

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动力学方程	泥炭土		1:0.2巯基改性泥炭土		1:0.5巯基改性泥炭土		1:1巯基改性泥炭土
动力学方程	吸附动力学常数	R²	吸附动力学常数	R²	吸附动力学常数	R²	吸附动力学常数	R²
准一级动力学方程ln(Q_e-Q_t)=lnQ_e-k₁t	Q_e=34.886，k₁=0.069	0.746 0	Q_e=38.259，k₁=0.174	0.593 0	Q_e=39.831，k₁=0.337	0.970 0	Q_e=39.770，k₁=0.428	0.728 0
准二级动力学方程t/Q_t=1/h+t/Q_e	Q_e=37.736，h=1.965	0.999 9	Q_e=39.683，h=6.897	1	Q_e=39.841，h=97.087	1	Q_e=39.841，h=72.993	1
双常数方程lnQ_t=a+blnt	a=2.949 3，b=0.097 4	0.843 6	a=3.424 3，b=0.037	0.847 6	a=3.658 3，b=0.004 2	0.441 4	a=3.671 2，b=0.002	0.463 7
Elovich方程Q_t=a+blnt	a=17.238，b=2.876 7	0.894 3	a=30.344，b=1.339 8	0.863 7	a=38.798，b=0.165 8	0.442 2	a=39.298，b=0.077 1	0.463 2
颗粒内扩散方程Q_t=bt^1/2+a	a=27.568，b=0.256 6	0.572 9	a=35.212，b=0.116 7	0.527 8	a=39.466，b=0.011 2	0.162 1	a=39.216，b=0.006	0.224 9

动力学方程	泥炭土		1:0.2巯基改性泥炭土		1:0.5巯基改性泥炭土		1:1巯基改性泥炭土
动力学方程	吸附动力学常数	R²	吸附动力学常数	R²	吸附动力学常数	R²	吸附动力学常数	R²
准一级动力学方程ln(Q_e-Q_t)=lnQ_e-k₁t	Q_e=34.886，k₁=0.069	0.746 0	Q_e=38.259，k₁=0.174	0.593 0	Q_e=39.831，k₁=0.337	0.970 0	Q_e=39.770，k₁=0.428	0.728 0
准二级动力学方程t/Q_t=1/h+t/Q_e	Q_e=37.736，h=1.965	0.999 9	Q_e=39.683，h=6.897	1	Q_e=39.841，h=97.087	1	Q_e=39.841，h=72.993	1
双常数方程lnQ_t=a+blnt	a=2.949 3，b=0.097 4	0.843 6	a=3.424 3，b=0.037	0.847 6	a=3.658 3，b=0.004 2	0.441 4	a=3.671 2，b=0.002	0.463 7
Elovich方程Q_t=a+blnt	a=17.238，b=2.876 7	0.894 3	a=30.344，b=1.339 8	0.863 7	a=38.798，b=0.165 8	0.442 2	a=39.298，b=0.077 1	0.463 2
颗粒内扩散方程Q_t=bt^1/2+a	a=27.568，b=0.256 6	0.572 9	a=35.212，b=0.116 7	0.527 8	a=39.466，b=0.011 2	0.162 1	a=39.216，b=0.006	0.224 9

吸附材料	Langmuir方程C/Q=C/Q_max+1/K₁Q_max			Freundlich方程Q=K₂C^1/n			Temkin方程Q=A+BlnC
吸附材料	Q_max	K₁	R²	K₂	n	R²	A	B	R²
泥炭土	75.188 0	0.418 2	0.999 7	24.385 2	4.941 4	0.912 3	28.472	8.285 1	0.994 2
1:0.2巯基改性泥炭土	80	1.453 5	0.999 9	31.121 6	5.685 7	0.849 6	37.894	8.143 9	0.942 4
1:0.5巯基改性泥炭土	129.870 1	2.138 9	1	49.858 3	5.294 6	0.825 2	66.556	12.499	0.892 7
1:1巯基改性泥炭土	175.438 6	1.212 8	0.999 0	60.493 1	4.534 8	0.872 8	85.451	15.686	0.879 8

吸附材料	Langmuir方程C/Q=C/Q_max+1/K₁Q_max			Freundlich方程Q=K₂C^1/n			Temkin方程Q=A+BlnC
吸附材料	Q_max	K₁	R²	K₂	n	R²	A	B	R²
泥炭土	75.188 0	0.418 2	0.999 7	24.385 2	4.941 4	0.912 3	28.472	8.285 1	0.994 2
1:0.2巯基改性泥炭土	80	1.453 5	0.999 9	31.121 6	5.685 7	0.849 6	37.894	8.143 9	0.942 4
1:0.5巯基改性泥炭土	129.870 1	2.138 9	1	49.858 3	5.294 6	0.825 2	66.556	12.499	0.892 7
1:1巯基改性泥炭土	175.438 6	1.212 8	0.999 0	60.493 1	4.534 8	0.872 8	85.451	15.686	0.879 8

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