2024年6月13日发(作者：房元容)
2021
年第
34
卷第
4
期
!
"与油
%
161
丙烯酰胺改性花生壳纤维素
对水中镉离子吸附性能研究
宫贵贞
，陆洋
(
徐州
工程学院材料与化学工程学院
，
江
苏
徐州
221018
%
摘要
：
花生壳经碱解
、
脱色和酸化制得微晶纤维素
，
用丙烯酰胺对其进行接枝改性
，
制备改性吸
附剂并对镉离子进行吸附
。
考察了不同条件对吸附的影响
，
并利用扫描电镜
(
SE
M
)
、
红外光谱
(
FTIR
)
、
X-
射线衍射
(
XRD
%
等现代仪器对原料和改性吸附剂进行表征
。
结果表明
：
花生壳经改性
后原缔合的轻基发生解缔合
，
半纤维素和木质素也成功被去除
。
改性吸附剂的结晶度小于原料
，
表面结构比原料更有序
、
粗糙和多孔
。
在温度
25
C
、
时间
18
h
及
pH6
的条件下
，
改性花生壳吸附
剂吸附镉离子的效果最好
。
关键词
：
花
生壳
；
吸附
剂
；
丙烯酰胺
;
镉离子
Sidy
on
adsorption
performancc
of
peanut
sUell
cellulose
modi-ed
with
acrylamine
for
cadmium
ion
from
water
GONG
Gui-zhen
,
LU
Yang
(
School
of
Materials
and
Chemical
Engineering
,
Xuzhou
University
of
Technology
,
Xuzhou
221018
,
Jiangsu
,
China
)
Abstract
:
The
peanut
shit
was
alkali
hydrolyzed,
decoUazed
and
acidified
to
obtain
microcystalline
ce
eueose,whoch
wasgeafted
and
modofoed
woth
aceyeamodetopeepaeeamodofoed
adsoebentand
uadeto
adsoeb
cadmoum
f
ectsofdo
f
eeentcondotoonson
theadsoeptoon
weeeoneestogated,and
modeen
instruments
such
as
scanning
electron
microscopy
(
SEM),
infrared
spectroscopy
(
FTIR)
,
X-ray
dmrac-
tion
(
XRD)
were
used
to
chssoaze
the
raw
mateaals
and
modified
adsorbents.
The
results
showed
tOat
afteethepeanutshe
e
wasmodofoed,theoeogona
e
ya
s
ocoated
hydeotyegeoupsweeedosa
s
ocoated,and
hemoce
e
ueoseand
eognon
weeeaesosucce
s
fu
e
y
eemo
eed.
The
ceysta
e
on
oty
o
fthe
mod
ofoed
adsoebentwas
ee
s
than
thatoftheeawmateeoae,and
thesuefacesteuctueewasmoeeoedeeed,eough
and
poeousthan
the
tempeeatueewas25
n,tomewas18
h
and
pH
was
6,
the
mod
ofoed
peanutshe
e
ad-
soebenthad
thebestadsoeptoon
e
f
ectofcadmoum
oons.
Key
words
:
peanut
shS
t
;
adsorbent;
acylamide;
cadmium
in
中图分类号
：
TS201.2
文献标志码
：
A
文章编号
：
1008
-9578
(
2021
)
04
-0161
-04
中时
，
镉会被生物吸收
，
在体内大量聚集
。
当镉被
随着科学技术的
日
益发展
，
重
金
属的使用范围
越来越广
，
尤其是工农业中重金属的消耗量日益增
人体吸收后
，
形成镉硫蛋白
，
抑制酶以及蛋白质的
活性
,
导致
骨骼
代谢的受阻
，
从而会产生
骨
质
疏松
、
加
，
其向环境中的排放量日趋增大
。
由重金属导致
的环境污染愈加严重
，
不仅使人类的身体健康受到
危害
，
整个生态体系也都受到破坏
。
其中
，
镉占重
萎缩
、
变形等一系列的症状
，
如
“
痛痛症
”
；
也会很大
程度地损害身体的免疫系统
、
神经系统等
[
1
]
&
水体
金属总排放量的
50
%
，
其是人体非必需元素
，
在自
环境中重金属污染问题尤为突出
。
重金属废水处
理的方法主要有化学
沉
淀法
、
氧化还原法
、
离子交
然界中多以化合态存在
。
当镉污染物排放进环境
收稿日期
：
2020-09-14
基金项目
：
中国建筑材料联合会项目(
2014-M3-4
)
；江苏省教育信息化研究课题(
20172127
)
；
江苏省教育科学研究院课题
(
2017-R-57116
)
；江
苏
省双创计划(
FZ20180295
)
；
徐州工程学院培育项目
(
XKY2011103
)
作者简介
：
宫贵贞
(
1973
—
)
，
女
，
博士
，
副教授
，
研究方向为
碳
资
源的高附
加
值利用
。
162
!
"与油
%
2021
年第
34
卷第
4
期
换法
、
膜分离法
、
吸附法等
(2
T
&
其中吸附法因其价
廉
、
易得
、
高效
、
无毒无害备受青睐
。
我国花生产量巨大
，
其副产物花生壳却没得到
2
%
的亚氯酸钠溶液以固液比
1:20
(
g/mL
)
和
6
mL
冰醋酸共同置于三口烧瓶中
，
于
80
C
下反应
4
h
进
行脱色&在反应结束后
，
冷却至室温
，
抽
滤
，
用去离
充分利用
。
除了少量的花生壳研
磨
成粉用作畜
禽
的饲料或者堆肥和食用菌基料外
，
大多直接被焚
烧
。
不仅造成资源浪费
，
而且生成多种温室气体,
严重污染环境&如果以花生壳为原料制备吸附剂
，
子水洗涤至滤液
pH
为中性
，
将所得固体物放入真
空干燥箱中干燥,得到脱色的花生壳纤维素
。
将所得脱色花生壳纤维素与质量分数
8
%
的盐
酸以固液比
1
：
20
(
g/mL
)
混合
，
于
60
C
下反应
2
h
&
反应结束
，
冷却
、
抽滤
、
洗
涤
至中性
，
将其放入真空
干燥箱中干燥
，
即得花生壳微晶纤维素&
不仅可以充分利用花生
壳资源
,
抑制温室
气体的
排
放
，
还可以有效地吸附水体重金属
污
染物
,
从而改
善水体生态环境
，
促进可持续发展
。
本研究探索以
1.3.3
花
生壳纤维素
接枝
改性
花生壳为原料制备吸附剂用于水体重金属镉离子
(
Cd
2+
)
的吸附
，
利用
FTIR
、
XRD
、
SEM
等现代仪器
对产物的结构
、
形貌
、
性能等进行表征
，
并对影响吸
附的因素进行考察
。
1
材料与方法
1
-
1
材料与试剂
花生壳
，
江苏省徐州市周边农田
；
氢氧化钠
、
亚
氯酸钠
、
冰醋酸
、
双氧水
、
丙烯酰胺
、
丙酮
、
盐酸
、
硝
酸肺鞍
、
氯化镉
，
分析纯
。
1
-2
仪器与设备
JA2003
型分析天平
，
上海方瑞仪器有限公司
;
DF-101S
型恒温加热磁力搅拌器
，
SHB-
%
型真空循
环水式抽滤机
，
山东
1
泽市祥龙电子有科技限公
司
；
QE
型粉碎机
，
浙江屹立工贸有限公司
；
ALPHA
型傅里叶变换红外光谱仪
(
FTIR
)
，
德国布鲁克公
司;
PHS-2F
型数显
pH
计
，
上海仪电科学仪器股份
有限公司
;
AFS1101
型原子吸收光谱仪
，
上海禹重实
业有限公司
；
UOima
W
型
X
射线衍射仪
(
XRD
)
，
北
京理化赛思科技有限公司
;
SU801
0
型扫描电子显微
镜(
SEM
)
，
日本日立公司&
1
.3
试验方法
1
.3.1
花
生壳预处理
花生壳用去离子水清洗干净
，
在常温下自然晾
干
，
再于
60
C
真空干燥箱中烘至恒重
，
然后用粉碎
机磨碎
，
过
250
$
m
S
，
将花生壳粉末
(
PS
)
放入密封
袋中
，
备用
。
1
.3.2
花生壳纤维素制备
花生壳粉末及质量分数为
5
%
的
NaOH
溶
液,
以固液比为
1
：
20
(
g/mL
)
加入到带有温度计
、
回流
冷凝管及磁力搅拌的三口烧瓶中
，
于
90
C
下反应
3
h
&
反应结
束
后
，
冷却至室温
，
抽
滤
，
用去离子水洗
涤至滤液
pH
达到中性
，
将滤饼放入真空干燥箱中
干燥
，
得到碱处理后的花生壳纤维素
，
与质量分数
称取按上述方法制得的花生壳微晶纤维素
2.350
g
、
丙烯酰胺单体
10.
675
0
g
、
去离子水
200
mL
，
到带
计
、
流
管及
力搅
拌的三口烧瓶中
，
匀速搅拌至混合均匀后
，
加入
0.50
7
g
硝酸肺鞍
，
于
50
C
下反应
3
h
&
在反应结
束后
，
冷却至室温
，
抽
滤
并用去离子水洗
涤
3
次
&将
滤饼加入丙酮
，
将样品中的其他均聚物除去
，
清洗
3
遍后
，
放入真空干燥箱中
,
于
80
C
下干燥
6
h
,
即得
改性花生壳纤维素吸附剂"
MPSA
)
&
1.3.4
Cd
2+
的吸附
称取上述制备的吸附剂
0.
2
g
加入到
100
mL
质量浓度为
10
mg/L
的
Cd
2+
溶液中&在一定的
pH
、
温度
、
时间下进行吸附
，
用原子吸收分光光度计
测定
Cd
2+
的含量
，
吸附量
(
[
)
计算公式如式(
1
)&
式中:
P0
和
％
分别为
Cd
2+
溶液初始质量浓度和吸
附平衡时的质量浓度
,
m/L
;
F
为
Cd
2+
溶液体积丄
;
*
为吸附剂用量
,
g
;[
为平衡时的吸附量
,
m/g
。
1
.
4
方法
以
FTIR
研究花生壳原料与吸附剂的结构特
征,采用漠化钾压片测试
，
扫描范围为
4
000
-
400
cm'
1
。
采用
SEM
观察样品表观形貌,试样在液
氮中冷冻脆断表面喷金
，
加速电压为
15
kV
&
采用
XRD
分析花生壳原料与吸附剂的晶体结构&
2
2
结果与讨论
.
1
FTAR
为考察花生壳原料与所制吸附剂结构的变化
,
对其进行
FTIR
分析
,
结果见图
1
&由图
1
可知
：两
者在主峰上大体一致
,
在部分的吸收峰上有一定的
差异
。
花生壳原料
(
PS
)
在
3
401
cm"
1
处的吸收峰
和改性花生壳吸附"
MPSA
)
在
3
413
cm
-1
处的吸收
峰,为 受
影响的
基
峰,
2021
年第
34
卷第
4
期
!"
与油脂
163
减小
。
改性吸附剂结
被打破
，
导致结
的降低是因其羟基
！
降低
。
非结
降
因为在
，
主链上的葡萄
发生断
接枝改性的引发
支链排列
裂
,
而在链式反应
接
，
结
的分子支链
，
而
紧凑
，
这使得非结
生了一定的
非结
减小⑼
。
2
.
3
SEM
为
，
因此使得改性吸附剂的
花生壳原料和改性吸附剂的表面形貌
结构
,
对其进
，
结见图
3
&
3
(
v
)
和
3
(
b
)
可以看出
：
花生壳原料表面较光滑
，
学改性降
缔
合能力削弱
，
内部结构的结
峰向高波
，
从而使
向移动
；
薄
较多
，
排列
，
而改性吸附剂表
，
空隙
序
。
这
表
，
经过改性后
，
木
质
和其它一
质被除去后
，
的
在
2
894
cnT
1
处的吸收峰是
一
CH
的不对称伸缩振
、
半
峰⑸
，
改性花生壳该峰
降低
，
、
木质素
说明一些含该结构的物质被除去
；
在
1
735
cm-
1
处
的特征峰
壳
出来
。
同时表
、
，
在吸附重
金属离子时
,
能提供
的吸附位点[⑹
&
为半
基
基与
的一些结构如
、
阿
，
改性花生
和木质素已经被去
峰消失
，
说明半
[
6
]
&
在
1
650
cm-
1
处的峰
为竣
6
基
(
C=
O
)
及酰胺
6
基的
峰
⑺
。
在
1
521
cm-
1
处的吸收峰对应为
一
NH
的变形振动吸
收
，
改性后该峰
，
说
接枝成功
；
在
图
3
PS
与
MPSA
的
SEM
图
1
380
cm'
1
处则
C
—
H
的弯曲
峰⑻
；
此外
，
在
1
112
cm'
1
处有一个强吸收峰
，
这是由于花生壳纤
2
.4
吸附性能
2.4.1
pH
对吸附效果的影响
由图
4
可知
:
在其他条件不变的情况下
,
pH
由
3
维素结
的伯羟基的
C
—
O
—
C
不
“
桥
”
伸
峰
。
2
.2
XRD
分析
由图
2
可知
：
2
种物质均在
2
1
15
-
9
。
和
22-
4
。
&
到
7
,
附
离子的吸附量先
后降
的氢离
低
。
因为当
pH
较低时
，
溶液中含
时有
2
和结
射峰
，
这
2
峰
的非结
〕
域
子
,
使得溶液中氢离子浓
，
离子会占
&
相较花生壳原料
，
改性花生壳吸附
据吸附位点
，
阻碍镉离子的吸附
，
使得镉离子留在
溶液中
，
导致吸附量变低
。
而随着
pH
的
，
氢离
剂的
2
峰均降低
,
说明结
和无定形区均
图
2
PS
与
MPSA
的
XRD
图
图
4
pH
对吸附量的影响
164
!"
与油脂
吸附 在
因
速率
2021
年第
34
卷第
4
期
子相对减少
,
溶液氢离子浓度降低
，
氢离子的竞争
力降低
，
使得吸附镉离子位点
，
从而导致
i
离子的吸附效果越来越好
，
吸附
随之变高&当
pH
为
6
时
，
吸附量最大
，
此时
影响最小,但同样起着非常
，
溶
液中的分子运动
的作用
。随着
的
速
快
，
3
结
，
吸附容量随之降低&
离子的吸附效果最
变低
，
是由于镉离子在
&
当
pH
为
7
时
附
花生壳经碱解
、
脱色和酸化制得微晶纤维素,
水中发生少量的络合反应
，
导致吸附效果降低&
2
.4.2
时间对吸附效果的影响
由图
5
可知:基于其他条件不变的
下
，
随着
其进行接枝改性后制得的改性吸附剂
离子吸附
&
FTIR
分
，
花生
壳
原料经
改性
，
原
缔
合的羟基发生解缔合
，
半
成功被去除;
XRD
和木质
吸附时间的
，
改性花生壳吸附
离子的吸
分析
,
改性吸附剂的结
附
的变化&在附
开
始时
，
镉离子的吸附较
快,吸附容
的也很快,当时间
到
18
h
后,
改性花生壳吸附
离子的吸附容量变化不大,
此时达到吸附
，
吸附反应达到饱和状态
。
由此
得出
，
当
附时间为
18
h
时,吸附效果最好&
2
.
4
.
3
附
果
由图
6
可知:在
20
C
时吸附量较低
，
在
25
C
时
吸附量最大,吸附效果最好
,
之后随着
的增加
,
改性花生壳吸附
离子的吸附效果没
〕
显
的变化&
小于原料
，
表
基活化
，
更容易吸附;
SEM
显
，
改性吸附剂的表面结
原
序
、
粗糙和
,
因均使得改性吸附
附效
L
好
。
改性花生
壳
吸附剂在吸附
25C
、
吸附时间
18
h
、
pH
6
的条件下
，
金属镉离子的吸附能力
最好&
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对水中镉离子吸附性能研究
宫贵贞
，陆洋
(
徐州
工程学院材料与化学工程学院
，
江
苏
徐州
221018
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摘要
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花生壳经碱解
、
脱色和酸化制得微晶纤维素
，
用丙烯酰胺对其进行接枝改性
，
制备改性吸
附剂并对镉离子进行吸附
。
考察了不同条件对吸附的影响
，
并利用扫描电镜
(
SE
M
)
、
红外光谱
(
FTIR
)
、
X-
射线衍射
(
XRD
%
等现代仪器对原料和改性吸附剂进行表征
。
结果表明
：
花生壳经改性
后原缔合的轻基发生解缔合
，
半纤维素和木质素也成功被去除
。
改性吸附剂的结晶度小于原料
，
表面结构比原料更有序
、
粗糙和多孔
。
在温度
25
C
、
时间
18
h
及
pH6
的条件下
，
改性花生壳吸附
剂吸附镉离子的效果最好
。
关键词
：
花
生壳
；
吸附
剂
；
丙烯酰胺
;
镉离子
Sidy
on
adsorption
performancc
of
peanut
sUell
cellulose
modi-ed
with
acrylamine
for
cadmium
ion
from
water
GONG
Gui-zhen
,
LU
Yang
(
School
of
Materials
and
Chemical
Engineering
,
Xuzhou
University
of
Technology
,
Xuzhou
221018
,
Jiangsu
,
China
)
Abstract
:
The
peanut
shit
was
alkali
hydrolyzed,
decoUazed
and
acidified
to
obtain
microcystalline
ce
eueose,whoch
wasgeafted
and
modofoed
woth
aceyeamodetopeepaeeamodofoed
adsoebentand
uadeto
adsoeb
cadmoum
f
ectsofdo
f
eeentcondotoonson
theadsoeptoon
weeeoneestogated,and
modeen
instruments
such
as
scanning
electron
microscopy
(
SEM),
infrared
spectroscopy
(
FTIR)
,
X-ray
dmrac-
tion
(
XRD)
were
used
to
chssoaze
the
raw
mateaals
and
modified
adsorbents.
The
results
showed
tOat
afteethepeanutshe
e
wasmodofoed,theoeogona
e
ya
s
ocoated
hydeotyegeoupsweeedosa
s
ocoated,and
hemoce
e
ueoseand
eognon
weeeaesosucce
s
fu
e
y
eemo
eed.
The
ceysta
e
on
oty
o
fthe
mod
ofoed
adsoebentwas
ee
s
than
thatoftheeawmateeoae,and
thesuefacesteuctueewasmoeeoedeeed,eough
and
poeousthan
the
tempeeatueewas25
n,tomewas18
h
and
pH
was
6,
the
mod
ofoed
peanutshe
e
ad-
soebenthad
thebestadsoeptoon
e
f
ectofcadmoum
oons.
Key
words
:
peanut
shS
t
;
adsorbent;
acylamide;
cadmium
in
中图分类号
：
TS201.2
文献标志码
：
A
文章编号
：
1008
-9578
(
2021
)
04
-0161
-04
中时
，
镉会被生物吸收
，
在体内大量聚集
。
当镉被
随着科学技术的
日
益发展
，
重
金
属的使用范围
越来越广
，
尤其是工农业中重金属的消耗量日益增
人体吸收后
，
形成镉硫蛋白
，
抑制酶以及蛋白质的
活性
,
导致
骨骼
代谢的受阻
，
从而会产生
骨
质
疏松
、
加
，
其向环境中的排放量日趋增大
。
由重金属导致
的环境污染愈加严重
，
不仅使人类的身体健康受到
危害
，
整个生态体系也都受到破坏
。
其中
，
镉占重
萎缩
、
变形等一系列的症状
，
如
“
痛痛症
”
；
也会很大
程度地损害身体的免疫系统
、
神经系统等
[
1
]
&
水体
金属总排放量的
50
%
，
其是人体非必需元素
，
在自
环境中重金属污染问题尤为突出
。
重金属废水处
理的方法主要有化学
沉
淀法
、
氧化还原法
、
离子交
然界中多以化合态存在
。
当镉污染物排放进环境
收稿日期
：
2020-09-14
基金项目
：
中国建筑材料联合会项目(
2014-M3-4
)
；江苏省教育信息化研究课题(
20172127
)
；
江苏省教育科学研究院课题
(
2017-R-57116
)
；江
苏
省双创计划(
FZ20180295
)
；
徐州工程学院培育项目
(
XKY2011103
)
作者简介
：
宫贵贞
(
1973
—
)
，
女
，
博士
，
副教授
，
研究方向为
碳
资
源的高附
加
值利用
。
162
!
"与油
%
2021
年第
34
卷第
4
期
换法
、
膜分离法
、
吸附法等
(2
T
&
其中吸附法因其价
廉
、
易得
、
高效
、
无毒无害备受青睐
。
我国花生产量巨大
，
其副产物花生壳却没得到
2
%
的亚氯酸钠溶液以固液比
1:20
(
g/mL
)
和
6
mL
冰醋酸共同置于三口烧瓶中
，
于
80
C
下反应
4
h
进
行脱色&在反应结束后
，
冷却至室温
，
抽
滤
，
用去离
充分利用
。
除了少量的花生壳研
磨
成粉用作畜
禽
的饲料或者堆肥和食用菌基料外
，
大多直接被焚
烧
。
不仅造成资源浪费
，
而且生成多种温室气体,
严重污染环境&如果以花生壳为原料制备吸附剂
，
子水洗涤至滤液
pH
为中性
，
将所得固体物放入真
空干燥箱中干燥,得到脱色的花生壳纤维素
。
将所得脱色花生壳纤维素与质量分数
8
%
的盐
酸以固液比
1
：
20
(
g/mL
)
混合
，
于
60
C
下反应
2
h
&
反应结束
，
冷却
、
抽滤
、
洗
涤
至中性
，
将其放入真空
干燥箱中干燥
，
即得花生壳微晶纤维素&
不仅可以充分利用花生
壳资源
,
抑制温室
气体的
排
放
，
还可以有效地吸附水体重金属
污
染物
,
从而改
善水体生态环境
，
促进可持续发展
。
本研究探索以
1.3.3
花
生壳纤维素
接枝
改性
花生壳为原料制备吸附剂用于水体重金属镉离子
(
Cd
2+
)
的吸附
，
利用
FTIR
、
XRD
、
SEM
等现代仪器
对产物的结构
、
形貌
、
性能等进行表征
，
并对影响吸
附的因素进行考察
。
1
材料与方法
1
-
1
材料与试剂
花生壳
，
江苏省徐州市周边农田
；
氢氧化钠
、
亚
氯酸钠
、
冰醋酸
、
双氧水
、
丙烯酰胺
、
丙酮
、
盐酸
、
硝
酸肺鞍
、
氯化镉
，
分析纯
。
1
-2
仪器与设备
JA2003
型分析天平
，
上海方瑞仪器有限公司
;
DF-101S
型恒温加热磁力搅拌器
，
SHB-
%
型真空循
环水式抽滤机
，
山东
1
泽市祥龙电子有科技限公
司
；
QE
型粉碎机
，
浙江屹立工贸有限公司
；
ALPHA
型傅里叶变换红外光谱仪
(
FTIR
)
，
德国布鲁克公
司;
PHS-2F
型数显
pH
计
，
上海仪电科学仪器股份
有限公司
;
AFS1101
型原子吸收光谱仪
，
上海禹重实
业有限公司
；
UOima
W
型
X
射线衍射仪
(
XRD
)
，
北
京理化赛思科技有限公司
;
SU801
0
型扫描电子显微
镜(
SEM
)
，
日本日立公司&
1
.3
试验方法
1
.3.1
花
生壳预处理
花生壳用去离子水清洗干净
，
在常温下自然晾
干
，
再于
60
C
真空干燥箱中烘至恒重
，
然后用粉碎
机磨碎
，
过
250
$
m
S
，
将花生壳粉末
(
PS
)
放入密封
袋中
，
备用
。
1
.3.2
花生壳纤维素制备
花生壳粉末及质量分数为
5
%
的
NaOH
溶
液,
以固液比为
1
：
20
(
g/mL
)
加入到带有温度计
、
回流
冷凝管及磁力搅拌的三口烧瓶中
，
于
90
C
下反应
3
h
&
反应结
束
后
，
冷却至室温
，
抽
滤
，
用去离子水洗
涤至滤液
pH
达到中性
，
将滤饼放入真空干燥箱中
干燥
，
得到碱处理后的花生壳纤维素
，
与质量分数
称取按上述方法制得的花生壳微晶纤维素
2.350
g
、
丙烯酰胺单体
10.
675
0
g
、
去离子水
200
mL
，
到带
计
、
流
管及
力搅
拌的三口烧瓶中
，
匀速搅拌至混合均匀后
，
加入
0.50
7
g
硝酸肺鞍
，
于
50
C
下反应
3
h
&
在反应结
束后
，
冷却至室温
，
抽
滤
并用去离子水洗
涤
3
次
&将
滤饼加入丙酮
，
将样品中的其他均聚物除去
，
清洗
3
遍后
，
放入真空干燥箱中
,
于
80
C
下干燥
6
h
,
即得
改性花生壳纤维素吸附剂"
MPSA
)
&
1.3.4
Cd
2+
的吸附
称取上述制备的吸附剂
0.
2
g
加入到
100
mL
质量浓度为
10
mg/L
的
Cd
2+
溶液中&在一定的
pH
、
温度
、
时间下进行吸附
，
用原子吸收分光光度计
测定
Cd
2+
的含量
，
吸附量
(
[
)
计算公式如式(
1
)&
式中:
P0
和
％
分别为
Cd
2+
溶液初始质量浓度和吸
附平衡时的质量浓度
,
m/L
;
F
为
Cd
2+
溶液体积丄
;
*
为吸附剂用量
,
g
;[
为平衡时的吸附量
,
m/g
。
1
.
4
方法
以
FTIR
研究花生壳原料与吸附剂的结构特
征,采用漠化钾压片测试
，
扫描范围为
4
000
-
400
cm'
1
。
采用
SEM
观察样品表观形貌,试样在液
氮中冷冻脆断表面喷金
，
加速电压为
15
kV
&
采用
XRD
分析花生壳原料与吸附剂的晶体结构&
2
2
结果与讨论
.
1
FTAR
为考察花生壳原料与所制吸附剂结构的变化
,
对其进行
FTIR
分析
,
结果见图
1
&由图
1
可知
：两
者在主峰上大体一致
,
在部分的吸收峰上有一定的
差异
。
花生壳原料
(
PS
)
在
3
401
cm"
1
处的吸收峰
和改性花生壳吸附"
MPSA
)
在
3
413
cm
-1
处的吸收
峰,为 受
影响的
基
峰,
2021
年第
34
卷第
4
期
!"
与油脂
163
减小
。
改性吸附剂结
被打破
，
导致结
的降低是因其羟基
！
降低
。
非结
降
因为在
，
主链上的葡萄
发生断
接枝改性的引发
支链排列
裂
,
而在链式反应
接
，
结
的分子支链
，
而
紧凑
，
这使得非结
生了一定的
非结
减小⑼
。
2
.
3
SEM
为
，
因此使得改性吸附剂的
花生壳原料和改性吸附剂的表面形貌
结构
,
对其进
，
结见图
3
&
3
(
v
)
和
3
(
b
)
可以看出
：
花生壳原料表面较光滑
，
学改性降
缔
合能力削弱
，
内部结构的结
峰向高波
，
从而使
向移动
；
薄
较多
，
排列
，
而改性吸附剂表
，
空隙
序
。
这
表
，
经过改性后
，
木
质
和其它一
质被除去后
，
的
在
2
894
cnT
1
处的吸收峰是
一
CH
的不对称伸缩振
、
半
峰⑸
，
改性花生壳该峰
降低
，
、
木质素
说明一些含该结构的物质被除去
；
在
1
735
cm-
1
处
的特征峰
壳
出来
。
同时表
、
，
在吸附重
金属离子时
,
能提供
的吸附位点[⑹
&
为半
基
基与
的一些结构如
、
阿
，
改性花生
和木质素已经被去
峰消失
，
说明半
[
6
]
&
在
1
650
cm-
1
处的峰
为竣
6
基
(
C=
O
)
及酰胺
6
基的
峰
⑺
。
在
1
521
cm-
1
处的吸收峰对应为
一
NH
的变形振动吸
收
，
改性后该峰
，
说
接枝成功
；
在
图
3
PS
与
MPSA
的
SEM
图
1
380
cm'
1
处则
C
—
H
的弯曲
峰⑻
；
此外
，
在
1
112
cm'
1
处有一个强吸收峰
，
这是由于花生壳纤
2
.4
吸附性能
2.4.1
pH
对吸附效果的影响
由图
4
可知
:
在其他条件不变的情况下
,
pH
由
3
维素结
的伯羟基的
C
—
O
—
C
不
“
桥
”
伸
峰
。
2
.2
XRD
分析
由图
2
可知
：
2
种物质均在
2
1
15
-
9
。
和
22-
4
。
&
到
7
,
附
离子的吸附量先
后降
的氢离
低
。
因为当
pH
较低时
，
溶液中含
时有
2
和结
射峰
，
这
2
峰
的非结
〕
域
子
,
使得溶液中氢离子浓
，
离子会占
&
相较花生壳原料
，
改性花生壳吸附
据吸附位点
，
阻碍镉离子的吸附
，
使得镉离子留在
溶液中
，
导致吸附量变低
。
而随着
pH
的
，
氢离
剂的
2
峰均降低
,
说明结
和无定形区均
图
2
PS
与
MPSA
的
XRD
图
图
4
pH
对吸附量的影响
164
!"
与油脂
吸附 在
因
速率
2021
年第
34
卷第
4
期
子相对减少
,
溶液氢离子浓度降低
，
氢离子的竞争
力降低
，
使得吸附镉离子位点
，
从而导致
i
离子的吸附效果越来越好
，
吸附
随之变高&当
pH
为
6
时
，
吸附量最大
，
此时
影响最小,但同样起着非常
，
溶
液中的分子运动
的作用
。随着
的
速
快
，
3
结
，
吸附容量随之降低&
离子的吸附效果最
变低
，
是由于镉离子在
&
当
pH
为
7
时
附
花生壳经碱解
、
脱色和酸化制得微晶纤维素,
水中发生少量的络合反应
，
导致吸附效果降低&
2
.4.2
时间对吸附效果的影响
由图
5
可知:基于其他条件不变的
下
，
随着
其进行接枝改性后制得的改性吸附剂
离子吸附
&
FTIR
分
，
花生
壳
原料经
改性
，
原
缔
合的羟基发生解缔合
，
半
成功被去除;
XRD
和木质
吸附时间的
，
改性花生壳吸附
离子的吸
分析
,
改性吸附剂的结
附
的变化&在附
开
始时
，
镉离子的吸附较
快,吸附容
的也很快,当时间
到
18
h
后,
改性花生壳吸附
离子的吸附容量变化不大,
此时达到吸附
，
吸附反应达到饱和状态
。
由此
得出
，
当
附时间为
18
h
时,吸附效果最好&
2
.
4
.
3
附
果
由图
6
可知:在
20
C
时吸附量较低
，
在
25
C
时
吸附量最大,吸附效果最好
,
之后随着
的增加
,
改性花生壳吸附
离子的吸附效果没
〕
显
的变化&
小于原料
，
表
基活化
，
更容易吸附;
SEM
显
，
改性吸附剂的表面结
原
序
、
粗糙和
,
因均使得改性吸附
附效
L
好
。
改性花生
壳
吸附剂在吸附
25C
、
吸附时间
18
h
、
pH
6
的条件下
，
金属镉离子的吸附能力
最好&
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