维普资讯 http://www.cqvip.com 科学试验与研究 粘 物 饲料中 有害物质的吸附性能的研究 一铅离子的吸附研究 黄梓平 青海大学化工学院应用化学系 夏牧生胡彩虹熊莉浙江大学饲料研究所教育部动物分子营养学重点实验室 摘要 本文研究了不同粘土矿物对铅离子的吸附性能，结果表明ｐＨ值是影响吸附的主要因素，离子 交换吸附和表面络合吸附是主要吸附形式，为饲料中有害物质的去除，进行动物试验提供了基础数据。 关键词 粘土矿物 坡缕石蒙脱石有机改性铅离子吸附 中图分类号：￥８１６、７１ 文章标识码：Ｂ 文章编号：１００２—２８１３（２００２）０９—０００４—０３ 人然沸ｆ ， ｒＪ Ｊ 尔。 粉碎，酸洗，ｆ燥，过筛， 札皮乃８（）～１００¨。其化‘ 成分为碱金氍和碱＿｛ 金属 含水 砘酸盐，化学式ＣａＯ・Ｎａ２Ｏ・ＡＩ２Ｏ３’２ＳｉＯ２－ 近年来，：Ｉ：ｌｆ ：矿物作为新型吸附材料，典仃资源 富、价格低廉、吸附性证， 受到ｒ泛的 ．允 其 环境保护领域一Ｉ 、ｆ 废水处理・ｆ・仃较大的突破。 埘ＥＩＪ染、｝ 键、电解、冶炼、捌约Ｉ：、ｆ 的废水治理具 ６Ｈ！Ｏ。 格・ｆ ｒ仃少 的铝町被铁取代，具仃多孔性 ｛１ ｒ阔的心｝｝｛前景， 符小少的研究报道介 ｊ’ｌ幺 料』ＪＪＩ ｌ ｒ｝１的ｌａＵｌ Ｊ卡Ｉ１埘较 ：维硅（铝）瓴四面体格架结构。 项Ｉ二作的进健情｝兄，Ｉｆ『ｊ 坡缕 产［Ｉ江苏，经浸泡，溶胀，均浆，除去大 颗粒， ｌＦ燥，过筛，粒度ｌ８０～２００ Ｍ，坡缕石 少。我因是钏料 产大闻，…】 种种原 ， 铡料 ｌ｛１往诬会ｍ现重金 离ｊ二浓度巡标， 要除厶达 含 町达９５％以 。化学成分为含水富镁硅酸盐，化 学式Ｍｇ Ｓｉ ０ ・（ＯＨ） ’（Ｈ ０）。具仃层链状品体结构 和达纳米级（１００ ｎｍ）的棒品结构。 币金槿离ｆ， ・般过 较为 杂 效果 理恕；¨ 时征我国的南方地 常ｌ Ｊ＝ｊ 候潮濉、 温较 ，Ｉｎｊ０Ｉ 起饲料的霉变，黄曲霉素等人 繁殖，导致，￣【ｌ－ｌＪＨ动物 Ｉ的中毒或生长抑制。对此，作 选择ｒ人然沸彳 、坡 缕百、蒙脱彳 等大然矿物． ｆ＝计坡缕 、蒙脱 进ｆ 浆脱石 ｆｊ内蒙 ，经处理， 度１８０ Ｉｊ。化学 『Ｊ戈分为：、一ｉ价铁离子含量较岛的铝硅酸盐，具有层 状品体结构。化学式 ￣ＮａＫＯ３（｝－１・￣ＣａＯ）（】５ ［Ｆｅｏ］（Ｊｌ０Ｊ ［Ｆｅ２０３］ｏ ２ 仃机改性（ＴＥＡ一改性），钭‘埘饲料巾的干ｉ毒物质逃” 吸附实验研究，比较＿『 同粘Ｉ：矿物对毒物 除效 粜和研究吸附的适 条件，为进行动物试验提供肚 础数据。本文｛三妥讨论对铅离子的吸附研究， 火其 它离子和黄曲霉毒素的吸附研究另文讨论。 ［ＡＩ，Ｃ ］・ＣＳｉ０，］・（ＯＨ），・ｎＨ２Ｏ。 改性粘 卜一ＴＥＡ一坡缕石，ＴＥＡ～蒙脱 是由 原Ｌ经钛酸晰进行何ｆＪＬ改性，使坡缕白和蒙脱石的 ｌｉＩ】结构和 １．２实验仪器 性结构发生了改变。 １ 实验部分 １．１实验材料 岛速离心机；恒温震荡器；ｐＨＳ一３Ｃ型酸度计； ＡＡ６５０ｌ型原子ｌ贩收分光光度计（口本岛津）。 １．１．１吸附剂及ｊ士结构特性 。 饵玎研究ＦＩ＇：ｌｉｌ） ｓＩ ＡＩ｛（：１．Ｉ Ｎ０ ９．２００２ 维普资讯 http://www.cqvip.com 科学试验与研究 １＿３实验办法 （）５ 称取・定 的硝酸钳，以 离ｆ蒸馏水配制Ｐｂ 浓度为１０００ ｍｇ／Ｌ的溶液，Ｊｆ稀释 同的文验浓 ０ ４ ｛ 三 。度。将坡缕 、蒙脱 、ＴＥＡ一坡缕 、ＴＥＡ一蒙 脱石配制成１０％的吸附剂溶液。每个实验点移取１００ ｍＬ Ｐｂ 溶液，调节 同的ｐＨ值，加入０．１ ｇ吸附剂 ？ ０．２ 主 ０ １ 固体为标准，震荡、离心，取卜清液，测定 ｌ殷附后 的ｐＨ值和Ｐｂ 离子浓度。 ２ 结果和讨论 ２．１ 同吸附剂对铅离子的吸附效果 取Ｐｂ 离 浓度为１００ ｍｇ／Ｌ的溶液１００ ｍＬ， 分别加入 同的吸附剂０．１ ｇ。由于Ｐｂ（ＯＨ）！的ｐＫ ＝ １４．９３，考虑刨吸附后溶液 ｐＨ值将升高，闪此调节起 表１吸附后的ｐＨ值 始ｐＨ ｆＡ为３．０。吸附后的 ～— Ｊｌ＿—ｐＨ ｆ『ｃ ｐＨ值圯 测定各时问点的ｐｂ ， ３ 坡 Ａ ５．９４ 离子浓度，以吸附率对时 ４ 蒙脱彳 ４．２６ 间作图（见 １）。从图１得 ５ 蒙一ＴＥＡ ５．６６ 到，沸石的吸附性能最 低，改性坡缕石和改性蒙脱石的吸附性能最强。许ｔｔ 在６０～９０ ｍｉｎ内基本完成饱和吸附，吸附性能最强 的改性粘ｔＪｌ及附率达到８０％。粘土矿物进行ＴＥＡ改 性后，其层问 增大，比表而秘有较大的增』ＪＩｌ，Ｍ时 改善了吸附剂表而电性结构。更加有利ｒ铅离 的 交换吸附作用。 ９０ ａｒｉｎ以后，埘吸附贡献 大。征此ｐＨ倩条件 下，各粘士埘Ｐｂ 的平衡吸附黾见 ２。 ２．２起始ｐＨ值埘吸附的影响 一 簪 ＾ 、二 妻 曹５ 时间（ｍｉｎ） 图１ 不同粘土对铅离子的吸附动力学曲线 碾Ｂ研究｜：ＥｆｆＤ ｓＩ；Ａ （：¨Ｎ０．‘，，２００２ ０ １ ２ ３ ４ 图２ 不同粘土的平衡吸附量比较图 一 ＬＩ】 耋 ∞ 帅 加 ２ ３ ４ ５ ）、 起始ｐＨ值 图３ 起始ｐＨ值对吸附量的影响 取Ｐｂ 浓度为１００ ｍｇ／Ｌ的溶液１００ ｍＬ，调节 起始ｐＨ ｆｆ【１．０～６，０范围的６个点。各吸附剂的用量 仍以０．１ ｇ为标准，吸附时『ｆＪ】为９０ ｍｉｎ，实验结果见 冈３。当ｐＨ仇小时，吸附剂的吸附量小，吸附量和 除誊随ｐＨ值的增人 增加，许ｆ Ｌ ｐＨ值是影响吸 附作用的ｉ：要冈数之・。 ｌ ｐＨ值大于５．５０时，可产 生氢氧化物沉淀，从而可沉秘在吸附剂的表面。根据 化学原理， 水中呈阳离子状态存在的金属随溶液 的ｐＨ值增大均能增加吸附量和去除率，这是ｐＨ值 ‘片面影响被吸附物质仃在的状态； 一方面也影 响吸附剂表而电荷的特性。在较低ｐＨ值时，溶液中 的重金属离子呈阳离子状态，由于Ｈ 离子浓度较高， Ｈ 离子对重金属离子存任竞争吸附，影响重金属离 子的交换吸附，此时粘土对铅离子的 除效果较差； 当溶液的ｐＨ值升高时，且重金属仍以离子形式存在 时，Ｈ 离子的影响减弱，这时主要体现为粘：ｔ：对铅离 子的交换吸附性能；当ｐＨ值进一步升高时，铅离子 ｏ 维普资讯 http://www.cqvip.com 科学试验与研究 Ｏ ９ Ｏ ８ Ｏ ７ Ｏ ６ Ｏ ５ 表２ Ｐｂ 起始浓度对吸附的影响 发生水解，形成Ｐｂ（ＯＨ） 离子，在粘土吸附剂的表 响吸附剂吸附作用的主要因素，吸附量随ｐＨ值的增 人 增加， 酸性溶液中不利于吸附，该结果与文献 一更容易形成络合吸附，同足溶液ｌｆＪ重金属离Ｆ还町 形成难溶氧氧化物，此时粘十：对铅离ｆ不仅起到交 换吸附作用，而且还起到品种作用，加速氢氧化物ｉ）Ｃ 淀物的沉降，并杠沉降过程中发生共沉淀作用，进一 步吸附金属离子沉降卜来。几者的协同效应人于 个因素的作用之和。从实验结果得出，ｐＨ值大于３．０ 时．既町得到较好的效果。 ２ ３溶液离Ｆ起始浓度对吸附的影响 粘十吸附剂的用量为０．１ ｇ，ｐＨ值等于４ ０，吸 致。粘土矿物对铅离子的吸附主要是通过离子交 换吸附和表面络合吸附作用的结果。我国的粘士矿 物资源丰富，全国各省区均有分布，开发成本较低， 但町以应用于环境污染的治理，而且还可用于饲 料加Ｔ ，应用前景Ｊ 阔。 ■ 参考文献 吴平霄，廖宗文 蒙脱石层间域的性质及其环境意义 地球科学进展，２０００，１５（２）：１８４～１８６ 附温度为室温。铅离子的起始浓度分别１００、１５０、 ２００ ｍｇ／Ｌ。当铅离子起始浓度增加时，吸附剂的平 衡吸附量增加，其影响结果见表２和图４。 沈学优，陈曙光，王烨 不同粘土处理水中重金属的 性能研究，环境污染与防治，１９９８，２０（２）：１５ 陈天虎，凹凸棒石粘土吸附废水中污染物机理探讨．高 校地质学报，２０００，６（２）：２６７ 张云琦，张继，天然沸石对重金属阳离子吸附性能的 ￡ ｕ－ 测定 中国饲料，１９９８，（１０）：２４ 宋和付，等 天然沸石对Ｐｂ（Ⅱ）和Ｎｉ（Ⅱ）离子的吸附 作用研究，矿产与地质，２０００，１４（４） 釜 运 孚 蔡惠芬，饲料霉变及防霉剂，山地农业生物学报，１９９８， １７（３）：１７７ 王景琳，尹世兴，张志东 我国西北地区饲料中霉茵 的实验调查，中国兽医科技，１９９４，２４（１）：１４ 王果，络和作用对重金属离子吸附的影响，土壤学进 展，１９９４，２２（６）：６～９ 注：本实验是作者在浙江大学饲料研究所教育部动 物分子营养学重点实验室进行高级访问学者工作时 完成，在此特向指导老师许梓荣教授致谢。 通讯地址：青海西宁宁张路９７号８１００１６ 。 珂啊研穷 Ｆ Ｄ ｓＩｉ ｛（：ｌ，Ｉ Ｎ０ ９．２ＣＣ２