改性香蕉皮對(duì)六價(jià)鉻的去除研究

鄭足紅++胡超++章愛(ài)群

摘要：用硝酸和異丙醇改性處理香蕉皮，并在靜態(tài)條件下探討了吸附劑用量、吸附時(shí)間、pH、溫度對(duì)廢水中Cr（Ⅵ）吸附效果的影響。結(jié)果表明，硝酸和異丙醇改性處理的香蕉皮在Cr（Ⅵ）初始濃度為100 μg/mL、pH為1.5，吸附時(shí)間為90 min、吸附劑用量分別為0.100和0.050 g/L、溫度為30 ℃、轉(zhuǎn)速為200 r/min的條件下能夠獲得良好的吸附效果，對(duì)Cr（Ⅵ）的吸附量分別可達(dá)24.198、49.695 mg/g；二者的吸附過(guò)程均符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。

關(guān)鍵詞：改性香蕉皮；吸附；Cr（Ⅵ）；吸附動(dòng)力學(xué)方程；吸附機(jī)理

中圖分類號(hào)：X703.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2017）05-0854-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.05.015

Removal of Chromium（Ⅵ） with Modified Banana Peel

ZHENG Zu-hong， HU Chao， ZHANG Ai-qun

（College of Life Science and Technology， Hubei Engineering University/Hubei Key Laboratory of Quality Control of Characteristic Fruits and Vegetables， Xiaogan 432000， Hubei， China）

Abstract： Banana peels were modified by nitric acid and IPA， respectively，and the effects of pH，reaction time，absorbent amount，temperature and rotational speed of these absorbents on the absorption were studied. The results showed that，when the initial concentration of Cr（Ⅵ） was 100 μg/mL，pH was 1.5，the time was 90 min，adsorbents dosage was 0.100 g/L and 0.050 g/L respectively，temperature was 30 ℃，and stirring speed was 200 r/min， the maximum adsorption mass was reached， and the adsorption capacity of modified banana peel treated by nitric acid and IPA on Cr（Ⅵ） in the solution was 24.198 mg/g and 49.695 mg/g respectively. Both of the absorption processes fit with the secondary kinetic equations.

Key words： modified banana peels； absorption conditions； Cr（Ⅵ）； absorptive kinetic equations； adsorption mechanism

中國(guó)電鍍行業(yè)每年產(chǎn)生大量重金屬離子廢水，含鉻廢水直接排入水體后會(huì)對(duì)環(huán)境和人類健康造成嚴(yán)重的危害[1]，飲用水中含鉻濃度在0.1 mg/L[2]以上時(shí)，就會(huì)使人嘔吐，侵害腸道和腎臟。因此，對(duì)此進(jìn)行無(wú)害化處理實(shí)屬當(dāng)務(wù)之急。

目前對(duì)重金屬污染的治理方法主要有化學(xué)沉淀、滲透膜、離子交換、氧化還原、活性炭吸附和共沉淀等，由于這些方法的成本較高和對(duì)低濃度廢水處理效果差等缺點(diǎn)，其應(yīng)用在一定程度上受到限制[3-5]。農(nóng)林廢棄物這類天然吸附劑產(chǎn)量大、可降解、價(jià)廉易得、直接利用率低且會(huì)造成大量浪費(fèi)及污染環(huán)境，使用其去除各種重金屬污染物是一種非常經(jīng)濟(jì)有效的方法。近年來(lái)大量的含纖維素基[6]的農(nóng)林廢棄物用于吸附重金屬，因其豐富的羧基、羥基、氨基等活性基團(tuán)且具有較大的比表面積，可作為重金屬離子的高效吸附劑[4]。研究表明秸稈、樹(shù)葉、甘蔗渣、香蕉皮、茶渣、花生殼、鋸末[6]等可吸附水體中的重金屬，用來(lái)凈化水體是有效的。

香蕉皮來(lái)源豐富[6]，但通常香蕉皮以廢物的形式丟掉[7]，既造成資源浪費(fèi)又污染環(huán)境。香蕉皮中含有大量的果膠、低聚糖、纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等膳食纖維[8]。其中的纖維呈束管狀，具有對(duì)離子的吸附能力[9]。用廢棄的天然材料作吸附劑不僅節(jié)能環(huán)保，還能夠達(dá)到實(shí)現(xiàn)廢物資源化的目的。本研究以香蕉皮為材料，通過(guò)不同改性方法制備生物吸附劑，研究其對(duì)Cr（Ⅵ）的附劑性能，以期為處理含Cr（Ⅵ）廢水提供一種技術(shù)可行、以廢治廢、環(huán)境友好型的方法。

1 材料與方法

1.1 主要儀器和試劑

儀器：高速多功能粉碎機(jī)；恒溫?fù)u床；pH計(jì)（PHs-25C）；分光光度計(jì)。

試劑：重鉻酸鉀（優(yōu)級(jí)純）；HNO3（體積分?jǐn)?shù)10%）；異丙醇（體積分?jǐn)?shù)20%）。

1.2 香蕉皮改性

收集新鮮香蕉皮，用去離子水清洗后晾干，100 ℃干燥箱中烘干至恒重，碾碎后過(guò)60目篩混合均勻，放入塑料袋中置于干燥器中備用。

含Cr（Ⅵ）溶液是自配的模擬溶液：稱取于120 ℃干燥2 h的重鉻酸鉀（優(yōu)級(jí)純）0.282 9 g，用水溶解移入1 L容量瓶中，用去離子水稀釋至標(biāo)線，搖勻，得濃度為100 μg/mL的Cr（Ⅵ）溶液。

1.2.1 硝酸改性 向250 mL錐形瓶中加入香蕉皮粉末，25 mL HNO3（10%）溶液將香蕉粉浸沒(méi)，置于30 ℃、轉(zhuǎn)速為200 r/min的恒溫?fù)u床中振蕩20 h，抽濾，濾渣在100 ℃干燥箱中烘干至恒重，碾碎后過(guò)60目標(biāo)準(zhǔn)篩，得到硝酸改性后的吸附劑。

1.2.2 異丙醇改性 向250 mL錐形瓶中加入香蕉皮粉末，25 mL異丙醇（20%）溶液將香蕉粉浸沒(méi)，置于30 ℃、轉(zhuǎn)速為200 r/min的恒溫?fù)u床中振蕩20 h，抽濾，濾渣在100 ℃干燥箱中烘干至恒重，碾碎后過(guò)60目標(biāo)準(zhǔn)篩，得到異丙醇改性后的吸附劑。

1.3 香蕉皮生物吸附劑的吸附性能

采用硝酸和異丙醇改性后的香蕉皮粉末對(duì)水中Cr（Ⅵ）進(jìn)行吸附研究，選取pH、吸附劑用量、轉(zhuǎn)速、溫度和吸附時(shí)間5因素進(jìn)行試驗(yàn)，考查最佳吸附條件。根據(jù)吸附前后溶液中的Cr（Ⅵ）濃度，計(jì)算去除率和吸附量。

E=（C0-Ci）/C0×100%，

Q=（C0V0-CiV）/W，

式中，E為去除率，%；C0為初始的Cr（Ⅵ）濃度，μg/mL；Ci為吸附平衡時(shí)Cr（Ⅵ）的濃度，μg/mL。Q為吸附量，mg/g；V0為初始溶液體積，mL；V為吸附平衡溶液體積，mL；W為吸附劑投加量，g。

1.3.1 pH對(duì)吸附效果的影響 取若干份100 μg/mL Cr（Ⅵ）溶液25 mL，分別用10% HNO3和0.1 mol/L NaOH調(diào)節(jié)pH為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0、7.0，分別加入0.100 g硝酸改性、0.050 g異丙醇改性的吸附劑，在30 ℃、200 r/min的恒溫?fù)u床中振蕩1.5 h，吸附完成后過(guò)濾，測(cè)定溶液中的Cr（Ⅵ）濃度。

1.3.2 吸附劑用量對(duì)吸附效果的影響 取若干份l00 μg/mL Cr（Ⅵ）溶液25 mL，調(diào)節(jié)pH為1.5，分別加入0.025、0.050、0.075、0.100、0.200、0.300、0.500 g（硝酸改性、異丙醇改性）吸附劑，在30 ℃、200 r/min的恒溫?fù)u床中振蕩1.5 h，吸附完成后過(guò)濾，測(cè)定溶液中的Cr（Ⅵ）濃度。

1.3.3 轉(zhuǎn)速對(duì)吸附效果的影響 取若干份100 μg/mL Cr（Ⅵ）溶液25 mL，調(diào)pH為1.5，分別加入0.100 g硝酸改性、0.050 g異丙醇改性的吸附劑，在恒溫?fù)u床中30 ℃條件下，以50、100、150、200、250、300 r/min振蕩1.5 h，吸附完成后過(guò)濾，測(cè)定溶液中的Cr（Ⅵ）濃度。

1.3.4 溫度對(duì)吸附效果的影響 取若干份100 μg/mL Cr（Ⅵ）溶液25 mL，調(diào)pH為1.5，分別加入0.100 g硝酸改性、0.050 g異丙醇改性的吸附劑，在10、20、25、30、35、40、50 ℃下，以200 r/min振蕩1.5 h，吸附完成后過(guò)濾，測(cè)定溶液中的Cr（Ⅵ）濃度，并由下面的公式計(jì)算反應(yīng)的自由能ΔG0、焓ΔH0和熵ΔS0[5]。

Kc=■

ΔG0=-RTlnKc

lnKc=■-■

式中，Kc為平衡常數(shù)，Cads為平衡狀態(tài)下重金屬的吸附量，Ce為平衡狀態(tài)下留在溶液中的重金屬濃度，R為氣體常數(shù)[kJ/（mol·K）]，T為溶液溫度。

1.3.5 時(shí)間對(duì)吸附效果的影響 取若干份100 μg/mL Cr（Ⅵ）溶液25 mL，調(diào)pH為1.5，分別加入0.100 g硝酸改性、0.050 g異丙醇改性的吸附劑，在30 ℃、200 r/min的恒溫?fù)u床中振蕩10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、120、150、180 min，吸附完成后過(guò)濾，測(cè)定溶液中的Cr（Ⅵ）濃度。

1.3.6 吸附動(dòng)力學(xué)模型的擬合 吸附動(dòng)力學(xué)主要研究吸附速率隨時(shí)間的變化規(guī)律和各種因素對(duì)吸附過(guò)程的影響。改性香蕉皮對(duì)Cr（Ⅵ）的吸附量與時(shí)間的關(guān)系可用吸附動(dòng)力學(xué)表征，利用準(zhǔn)一階、二階動(dòng)力學(xué)和內(nèi)擴(kuò)散模型進(jìn)行分析。從吸附動(dòng)力學(xué)上看，吸附動(dòng)力學(xué)模型是用來(lái)表征單位吸附量和其對(duì)應(yīng)吸附時(shí)間關(guān)系的方程[5]。其模型方程如下：

準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型：log（qe-qt）=logqe-■，

準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型：■=■+■，

三階動(dòng)力學(xué)方程即顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型：qt=kit0.5+Ci，

式中，qe為吸附平衡時(shí)改性香蕉皮吸附劑單位吸附量，mg/g；qt為t時(shí)刻的吸附容量，mg/g；k1為準(zhǔn)一級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)常數(shù)，g/（mg·min）；k2為準(zhǔn)二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)常數(shù)，g/（mg·min）；t為吸附時(shí)間，min；ki為顆粒內(nèi)擴(kuò)散常數(shù)，mg/（g·min0.5）；Ci為邊界厚度。

2 結(jié)果與分析

2.1 pH對(duì)Cr（Ⅵ）吸附效果的影響

由圖1可知，各吸附劑在0.51.5時(shí)，吸附量隨pH的增加而降低，其中，異丙醇改性的香蕉皮對(duì)Cr（Ⅵ）的吸附量隨pH下降更為明顯，在0.5

Cr在水中的形態(tài)如圖2所示，Cr在水中的形態(tài)有HCrO4-、Cr2O72-、CrO42-，主要為HCrO4-、CrO42-。當(dāng)pH<7.0時(shí)，Cr在水中的主要形態(tài)為HCrO4-；當(dāng)pH>7時(shí)，Cr在水中的主要形態(tài)為CrO42-；說(shuō)明隨著pH的增加，離子的負(fù)電荷會(huì)增加。由圖1可知，當(dāng)pH>1.5時(shí)，吸附量隨pH的增加而不斷降低，即隨著離子負(fù)電荷的增加，吸附量會(huì)降低，說(shuō)明不是離子交換吸附，可能有物理吸附或其他化學(xué)吸附類型。

在pH極低情況下，由于存在的H+濃度高、活性強(qiáng)，會(huì)與金屬陽(yáng)離子發(fā)生吸附競(jìng)爭(zhēng)，隨著pH的增大，H+濃度減少，活性減弱，競(jìng)爭(zhēng)吸附作用減弱，對(duì)Cr（Ⅵ）的吸附量逐漸升高；在pH很低的情況下， Cr（Ⅵ）主要以HCrO4-的形態(tài)存在，很容易以靜電吸引的方式吸附到質(zhì)子化的吸附劑活性位點(diǎn)上[10]，在更低的pH條件下，吸附劑表面會(huì)被很多的H+包圍，從而增強(qiáng)了Cr（Ⅵ）和吸附劑表面結(jié)合位點(diǎn)的吸引力。因此會(huì)在較窄pH范圍內(nèi)，吸附量呈現(xiàn)較高的值，隨著酸性的減弱，HCrO4-形態(tài)逐漸減少，以靜電方式吸附到質(zhì)子化的吸附劑活性位點(diǎn)上變得越來(lái)越不容易，故而對(duì)Cr（Ⅵ）的吸附量在不斷下降；當(dāng)pH大于某一特定值時(shí)，香蕉皮吸附劑的化學(xué)性質(zhì)會(huì)發(fā)生急劇的變化，從而導(dǎo)致吸附量下降。因此，初始溶液的pH以酸性為宜，但考慮到處理后廢水pH不能達(dá)標(biāo)，在實(shí)際操作中可以用堿性廢水中和后排放。

2.2 吸附劑用量對(duì)Cr（Ⅵ）吸附效果的影響

由圖3可知，改性香蕉皮在吸附劑用量為0.100 g（硝酸改性）、0.050 g（異丙醇改性）時(shí)對(duì)Cr（Ⅵ）的吸附量達(dá)到最高，并在其后基本保持不變；用異丙醇改性對(duì)Cr（Ⅵ）的吸附量均高于用硝酸改性，可能是異丙醇改性后吸附劑活性位點(diǎn)更多。在吸附初期，隨著吸附劑用量的增加，對(duì)Cr（Ⅵ）的吸附量逐漸升高，一方面是因?yàn)槲絼┯昧康脑龆嘣龃罅宋奖砻娣e[11]，也增加了參與吸附的官能團(tuán)數(shù)，另一方面是因?yàn)橄憬镀の絼┍砻娴奈轿稽c(diǎn)在吸附初期處于低飽和狀態(tài)且模擬廢水濃度高，從而促進(jìn)了吸附量的迅速增加；之后隨著吸附劑用量的增加，吸附量基本不變，可能是由于懸浮的吸附劑濃度過(guò)高，互相粘結(jié)在一起，使得其與溶液接觸的面積減少，從而降低了有效的吸附表面，減少了吸附的活性點(diǎn)位[3]，而當(dāng)吸附劑的量大于某一特定值時(shí)，香蕉皮吸附劑表面的吸附容量接近飽和，吸附和解吸不斷趨于平衡，最終在趨于平衡狀態(tài)下吸附量處于某一穩(wěn)定值。

在實(shí)際生產(chǎn)中，綜合考慮所要達(dá)到的去除效果和吸附劑的使用成本，最佳投加量硝酸改性香蕉皮選擇為0.100 g，異丙醇改性香蕉皮選擇為0.050 g。

2.3 轉(zhuǎn)速對(duì)Cr（Ⅵ）吸附效果的影響

2種改性香蕉皮粉末吸附劑隨轉(zhuǎn)速的變化對(duì)水中Cr（Ⅵ）的吸附量見(jiàn)圖4。各吸附劑在轉(zhuǎn)速小于200 r/min時(shí)，對(duì)Cr（Ⅵ）的吸附量隨轉(zhuǎn)速的增加而增加；當(dāng)轉(zhuǎn)速大于200 r/min時(shí)，吸附量隨轉(zhuǎn)速的增加而降低；用異丙醇改性的香蕉皮對(duì)Cr（Ⅵ）的吸附量均高于用硝酸改性的香蕉皮。轉(zhuǎn)速對(duì)于離子的遷移起著非常重要的作用，它可以促進(jìn)離子遷移，加快吸附質(zhì)與吸附劑之間的傳質(zhì)過(guò)程，使模擬廢水形成有利于傳質(zhì)的紊流狀態(tài)[12]，在一定范圍內(nèi)，吸附量隨轉(zhuǎn)速的增加而增加，當(dāng)達(dá)到某一臨界值時(shí)，吸附量不斷下降，是因?yàn)檗D(zhuǎn)速過(guò)大，粒子運(yùn)動(dòng)加劇，外力遠(yuǎn)大于吸附劑對(duì)Cr（Ⅵ）的吸附力，使得解吸能力大于吸附能力，不利于吸附劑去除Cr（Ⅵ）。因此硝酸、異丙醇改性香蕉皮吸附Cr（Ⅵ）的最佳轉(zhuǎn)速為200 r/min。

2.4 溫度對(duì)Cr（Ⅵ）吸附效果的影響

2種改性香蕉皮粉末吸附劑隨溫度變化對(duì)水中Cr（Ⅵ）的吸附量見(jiàn)圖5。2種吸附劑在10～30 ℃時(shí)，對(duì)Cr（Ⅵ）的吸附量隨溫度的增加而增加，30 ℃時(shí)達(dá)到最大值，此時(shí)硝酸改性和異丙醇改性的香蕉皮對(duì)Cr（Ⅵ）的吸附量分別達(dá)24.198、49.695 mg/g；當(dāng)大于30 ℃時(shí)，吸附量隨溫度的增加而降低；用異丙醇改性的香蕉皮對(duì)Cr（Ⅵ）的吸附量高于用硝酸改性的香蕉皮。由此可知，硝酸、異丙醇改性香蕉皮吸附Cr（Ⅵ）的最佳溫度為30 ℃。

吸附量隨溫度變化比較明顯，這可能是因?yàn)槿芤旱臏囟壬邥r(shí)，不僅活性位點(diǎn)隨著溫度的增加而增加，且離子運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，同時(shí)在溶質(zhì)和吸附劑表面的濃度差的推動(dòng)下使離子向香蕉皮吸附劑的內(nèi)部擴(kuò)散，增大了單位吸附量；升溫有利于化學(xué)吸附克服活化能的障礙，加快了粒子內(nèi)擴(kuò)散速度，從而提高吸附量[1]。從吸附熱力學(xué)上解釋，化學(xué)吸附是個(gè)放熱反應(yīng)[13]。溫度過(guò)高時(shí)，雖然離子運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，但溫度的增加卻抑制了香蕉吸附劑表面的吸附位點(diǎn)的活性，故吸附量逐漸降低[12]。

計(jì)算不同溫度下的自由能ΔG0、焓ΔH0和熵ΔS0，根據(jù)熱力學(xué)參數(shù)的正負(fù)比較，得表1所示吸附反應(yīng)的相關(guān)特性。吸附劑對(duì)重金屬離子的吸附作用實(shí)際分為吸附和解吸兩個(gè)過(guò)程。從表1可知，硝酸、異丙醇改性吸附劑的ΔH0均為負(fù)值，說(shuō)明對(duì)Cr（Ⅵ）的吸附均是放熱反應(yīng)，負(fù)值越小，說(shuō)明吸附受溫度影響越大，從ΔH0數(shù)值上看，硝酸改性大于異丙醇改性，說(shuō)明異丙醇改性受溫度影響更大。ΔG0均為負(fù)值，說(shuō)明吸附反應(yīng)均是自發(fā)發(fā)生的，負(fù)值越小越容易自發(fā)發(fā)生，為正不能自發(fā)發(fā)生。兩種改性吸附劑的ΔG0在30～50 ℃均為負(fù)，并隨著溫度的升高而增大，說(shuō)明Cr（Ⅵ）的吸附反應(yīng)在30 ℃下可以自發(fā)發(fā)生，并且溫度升高不利于Cr（Ⅵ）的自發(fā)過(guò)程。從ΔG0數(shù)值上看，各溫度下硝酸改性的ΔG0均大于異丙醇改性，說(shuō)明異丙醇改性更容易自發(fā)發(fā)生。

2.5 吸附時(shí)間對(duì)Cr（Ⅵ）吸附效果的影響

由圖6可知，各吸附劑在吸附時(shí)間小于90 min時(shí)，對(duì)Cr（Ⅵ）的吸附量隨吸附時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸升高，并在90 min時(shí)達(dá)到最大值后基本保持不變，這是因?yàn)橄憬镀の絼┍砻娴奈轿稽c(diǎn)逐漸趨于飽和；之后隨著吸附時(shí)間的延長(zhǎng)，對(duì)Cr（Ⅵ）的吸附量基本不變，吸附達(dá)到平衡，故取吸附時(shí)間為90 min。用異丙醇改性的香蕉皮對(duì)Cr（Ⅵ）的吸附量高于硝酸改性，是因?yàn)榍罢邽榛瘜W(xué)吸附而后者為物理吸附，異丙醇更能活化香蕉皮表面的活性位點(diǎn)，硝酸改性可能有更多的物理吸附。

2.6 吸附劑改性的原理及吸附機(jī)理的分析

2.6.1 改性的原理 硝酸改性的原理：酚類物質(zhì)[6，14]是一種極為有效的離子交換物質(zhì)，在酸性條件下，能夠和許多金屬離子發(fā)生較強(qiáng)的配位作用形成穩(wěn)定的五元環(huán)結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到去除重金屬離子的目的。

異丙醇改性的原理：香蕉皮中含有大量的果膠、低聚糖、纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等膳食纖維，它的纖維素含量高。用于提取香蕉皮膳食纖維的常用方法是酶法，通常是先用過(guò)濾方法分離水不溶性膳食纖維和水溶性膳食纖維，再用乙醇沉淀的方法來(lái)獲得水溶性膳食纖維[7]。水溶性膳食纖維不僅具有強(qiáng)的吸水功能和膨脹功能，而且包含了一些羧基和羥基類側(cè)鏈基團(tuán)[8]，這使得其能與重金屬離子發(fā)生交換反應(yīng)，從而達(dá)到去除重金屬離子的目的。

2.6.2 吸附機(jī)理的分析 香蕉皮中含有大量的果膠、低聚糖、纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等膳食纖維，還含有蛋白質(zhì)、脂肪等其他物質(zhì)。其中的纖維呈束管狀[9]，這可能是香蕉皮具有吸附能力的主要原因。香蕉皮改性之后具有良好吸附能力的主要原因需在后面的研究中進(jìn)一步證實(shí)。

2.7 吸附動(dòng)力學(xué)模型的擬合

用準(zhǔn)一階、準(zhǔn)二階方程和內(nèi)擴(kuò)散模型對(duì)動(dòng)力學(xué)吸附數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可以看出，準(zhǔn)二階方程在動(dòng)力學(xué)吸附試驗(yàn)中的擬合效果更好，R2為0.999（硝酸改性）、0.998（異丙醇改性）；顆粒內(nèi)擴(kuò)散方程擬合R2較小，為0.919（硝酸改性）、0.940（異丙醇改性）；準(zhǔn)一階擬合R2為0.959（硝酸改性）、0.985（異丙醇改性）。從數(shù)值上看，準(zhǔn)一階方程的擬合均不及準(zhǔn)二階擬合的程度高。由回歸方程可得硝酸改性和異丙醇改性香蕉皮對(duì)Cr（Ⅵ）的理論平衡吸附量qe分別為27.130、53.232 mg/g，接近實(shí)際吸附量；準(zhǔn)二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)常數(shù)k2分別為31.999×10-4、27.600×10-4 g/（mg·min）。

根據(jù)上述動(dòng)力學(xué)方程的擬合，發(fā)現(xiàn)吸附過(guò)程都是化學(xué)吸附或以化學(xué)吸附為主，而非單純物理吸附。準(zhǔn)二階擬合較好，說(shuō)明吸附存在飽和位點(diǎn)的限制，內(nèi)擴(kuò)散模型擬合效果相對(duì)較差。

3 結(jié)論

①分別用0.100 g（硝酸改性）、0.050 g（異丙醇改性）香蕉皮處理100 μg/mL的Cr（Ⅵ），在pH為1.5、溫度為30 ℃、吸附平衡時(shí)間為90 min、轉(zhuǎn)速為200 r/min條件下，Cr（Ⅵ）吸附量達(dá)到最高，分別為24.198、49.695 mg/g。②硝酸、異丙醇改性的香蕉皮的ΔH0均為負(fù)值，表明其均為放熱反應(yīng)，異丙醇改性受溫度影響更大；在溫度為30～50 ℃時(shí)ΔG0均為負(fù)值，說(shuō)明吸附過(guò)程均為自發(fā)發(fā)生，溫度升高不利于Cr（Ⅵ）的自發(fā)過(guò)程，異丙醇改性更容易自發(fā)發(fā)生。③硝酸、異丙醇改性的香蕉皮對(duì)Cr（Ⅵ）的吸附均符合準(zhǔn)二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)方程，動(dòng)力學(xué)常數(shù)k2分別為 31.999×10-4、27.600×10-4 g/（mg·min）。④用異丙醇改性的對(duì)Cr（Ⅵ）的吸附量均高于用硝酸改性的香蕉皮。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王亞?wèn)|，張林生.電鍍廢水處理技術(shù)的研究進(jìn)展[J].安全與環(huán)境工程，2008，15（3）：69-72.

[2] 宋慧平，李鑫鋼，孫津生，等.生物磁分離新技術(shù)處理含鉻廢水最佳條件的研究[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2007，1（10）：22-26.

[3] 蔣新龍.萵苣皮對(duì)鉻離子吸附條件的優(yōu)化[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（12）：6485-6487.

[4] 劉文霞，李佳昕，王俊麗，等.改性泡桐樹(shù)葉吸附劑對(duì)水中鉛和鎘的吸附特性[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2014，33（6）：1226-1232.

[5] FUTALAN C M，KAN C C，DALIDA M L，et al. Comparative and competitive adsorption of copper，lead，and nickel using chitosan immobilized on bentonite[J].Carbohydrate Polymers，2011， 83：528-536.

[6] 舒文勃，楊娜娜，杜敏娟，等.天然植物材料處理電鍍廢水的研究現(xiàn)狀[J].電鍍與環(huán)保，2011，31（2）：1-4.

[7] 桑利偉，李 琳，鄭服叢.香蕉莖葉和皮的綜合利用研究[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006（4）：96-98.

[8] 江東文，鮑金勇，袁根良，等.香蕉皮膳食纖維的研究進(jìn)展[J].食品研究與開(kāi)發(fā)，2009，30（10）：146-148.

[9] 胡巧開(kāi)，余中山.改性香蕉皮吸附劑對(duì)六價(jià)鉻的吸附[J].工業(yè)用水與廢水，2012，43（5）：67-70.

[10] 聶錦霞，張大超.柚子皮粉對(duì)含鉻廢水的吸附效果及吸附動(dòng)力學(xué)研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（2）：976-977.

[11] 馮紅英，薛晉陽(yáng)，劉智峰.改性柚子皮對(duì)水中Cr6+的吸附研究[J].安徽化工，2011，37（5）：50-53.

[12] 聶錦霞.木屑處理含鋅電鍍廢水的研究[J].江西理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，30（5）：14-17.

[13] 潘 鐘，羅津晶，歐陽(yáng)通，等.粉煤灰在電鍍行業(yè)中的應(yīng)用[J].化學(xué)工程與裝備，2007（6）：62-64.

[14] 郭麗萍，朱英蓮.香蕉皮中多酚物質(zhì)的提取[J].食品與藥品， 2008，10（11）：32-34.