滸苔對(duì)重金屬鎳離子吸收的研究

胡少秋　劉豪杰　朱明

1實(shí)驗(yàn)材料和方法

1.1海藻來源

滸苔（取自連運(yùn)港市在海一方的沙灘上，經(jīng)過層層篩選，選取那些葉片大，厚實(shí)的滸苔，再將其反復(fù)沖洗。我們研究需要將滸苔的水分完全去除，所以把洗干凈的滸苔放在天臺(tái)上晾曬，每天晾曬時(shí)間從早上九點(diǎn)到下午4點(diǎn)，晾曬過程中要防止異物、粉塵等污染滸苔，以至于對(duì)實(shí)驗(yàn)造成不必要的影響。

1.2儀器設(shè)備和試劑

儀器：燒杯、濾紙、電子萬用電爐、臺(tái)式恒溫震蕩儀錐形瓶、漏斗、錐形瓶、500 ml容量瓶、50 ml的移液管、TAS-990原子吸收分光光度計(jì)、烘烤箱、組織攪拌機(jī)、精密ph計(jì)、電子天平、篩網(wǎng)、玻璃棒

試劑：Ni2+貯備液1000mg/L、氫氧化鈉溶液，C（NaOH）=2mol/L、氫氧化鈉溶液，C（NaOH）=0.1moL/L、硝酸溶液（1：1）、硝酸溶液（1：99）、蒸餾水

Ni2+母液（制備方法）：我們制備鎳標(biāo)準(zhǔn)貯備液的濃度為1000 mg/L。精準(zhǔn)稱取0.1000 g金屬鎳（純度在99.9%以上），溶解在10 ml、濃度為50%的硝酸溶液中，再將含有鎳的硝酸溶液的燒杯放置在電子萬用電爐加熱至近干。冷卻到室溫后加硝酸溶液（1：1）進(jìn)行溶解，最后轉(zhuǎn)移至100 ml容量瓶中完成標(biāo)定。

注：Ni2+之所以用硝酸溶液（1：99）溶解，是因?yàn)榉乐规囯x子與氫氧根離子結(jié)合產(chǎn)生沉淀，從而影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

1.3實(shí)驗(yàn)設(shè)置

我們?cè)O(shè)置水樣的ph值梯度為：1、2、3、4、5、6、7;滸苔粉目數(shù)梯度為：40、60、80、100;藻粉濃度梯度：2、6、10、14、18和22 g/L;溫度：27 ℃和32 ℃。在研究不同溫度下滸苔粉對(duì)Ni2+的吸附情況，我們還需要設(shè)置Ni2+的初始濃度梯度：10、20、30、40和50 mg/L。

在針對(duì)不同影響因子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，要保證其他因素保持一致。ph值的調(diào)節(jié)使用濃度為2mol/L和0.1mol/L的NaOH溶液。配置不同Ni2+的初始濃度時(shí)，都是從Ni2+的母液中量取相應(yīng)的量，并取50mL配置好的初始濃度溶液于100 ml的錐形瓶中，加入一定量的滸苔，并在27℃、150 r/min的條件下振蕩吸附，振蕩后過濾。過濾時(shí)，為了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，先要棄置上層溶液，再吸取1 ml的濾液于10 ml的硝酸溶液（1：99）中，最后用原子吸收分光光度。

1.4藻粉濃度影響吸附率的實(shí)驗(yàn)方法

據(jù)上面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們都采用滸苔粉的目數(shù)為40目，Ni2+的初始濃度為50 mg/L。設(shè)置滸苔粉量的梯度為：0.1 g、0.3 g、0.5 g、0.7 g、0.9 g、1.1 g。取Ni2+母液5 ml置于250 ml的容量瓶中，再用蒸餾水稀釋值標(biāo)定線，接著用2mol/L的氫氧化鈉溶液和0.1mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph值至5.0。吸取其中50 ml于100 ml的錐形瓶中，分別加入0.1 g、0.3 g、0.5 g、0.7 g、0.9 g、1.1 g的滸苔藻粉，并在27 ℃、150 r/min的條件下振蕩吸附3h。過濾，棄置，吸取1 ml的濾液于10 ml的硝酸溶液 （1：99）中，最后測(cè)量其吸附后。

Ni2+濃度。

1.5 吸附率跟吸附量的計(jì)算

Ni2+吸附率的計(jì)算公式：

吸附率 =（ C0- C）/C0× 100%

式中：C0-Ni2+的初始濃度，mg/L

C-吸附后Ni2+的濃度，mg/L

Ni2+吸附量q的計(jì)算公式：

q（mg/L）=（C0- C）×V/m

式中：C0-Ni2+的初始濃度，mg/L

C-吸附后Ni2+的濃度，mg/L

V-吸附溶液體積，L

m-滸苔粉用量，g

2? 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.2 藻粉濃度對(duì)滸苔粉吸附Ni2+的影響

從圖1中可以發(fā)現(xiàn)滸苔粉的濃度在2 g/L時(shí)，單位滸苔吸附 Ni2+的量最多。滸苔濃度在18 g/L和22 g/L時(shí)，單位滸苔吸附Ni2+的量最少。從圖5中可以看出，滸苔粉濃度在2 g/L時(shí)，對(duì)Ni2+的吸附效果是最低的，吸附率只有41.25%。當(dāng)滸苔粉濃度在6 g/L時(shí)，對(duì)Ni2+的吸附效果是最好的，吸附率為45%。對(duì)圖1 和圖2進(jìn)行比較后，最后以滸苔粉濃度為6 g/L，即50 mL中有0.3 g作為我們下面實(shí)驗(yàn)所需要的滸苔粉量。

3 結(jié)果分析與討論

3.2 藻粉濃度的影響

滸苔粉濃度對(duì)Ni2+吸附的影響見圖1和圖2。從圖1中可以看出：隨著滸苔粉濃度的增加，每克滸苔吸附Ni2+的量逐漸遞減且減小的幅度也逐漸變小，到滸苔粉濃度為14 g/L時(shí)，減小的幅度逐漸趨向于0。我們?cè)購膱D5中可以看到，濃度從2 g/L～6 g/L時(shí)，滸苔對(duì)Ni2+的吸附效果有一個(gè)明顯的增長。然而從6 g/L時(shí)，滸苔對(duì)Ni2+的吸附效果逐漸下降。當(dāng)滸苔濃度達(dá)到6.0 g/L，再增加滸苔的濃度，吸附效果也沒有非常大的提高，最主要的是滸苔的單位吸附量也會(huì)逐漸降低。這是因?yàn)闈G苔濃度在6.0g/L時(shí)，滸苔對(duì)Ni2+的吸附效果已經(jīng)最好了，如果再繼續(xù)增加藻粉量，也沒有多大的現(xiàn)實(shí)意義。

以上是藻粉濃度對(duì)Ni2+吸附效果產(chǎn)生的影響。但是，滸苔的濃度越大，每克滸苔粉對(duì)于Ni2+吸附量的趨勢(shì)與相對(duì)應(yīng)吸附率的變化規(guī)律不是很一致。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)可知：（1）關(guān)于滸苔粉濃度的實(shí)驗(yàn)表示：滸苔粉濃度為6 g/L時(shí)，吸附Ni2+的數(shù)量最多。（2）從研究Ni2+的濃度變化實(shí)驗(yàn)來看：通過Ni2+的濃度變化，我們可以用Langmuir和Freundlich等溫吸附模型分析出27 ℃時(shí)，滸苔粉對(duì)Ni2+的吸附效果比較好。

綜上所述，滸苔粉在水樣中的濃度為6 g/L，吸附過程中的溫度為27℃，滸苔粉對(duì)Ni2+的吸附率為60%。因此，滸苔粉可以作為用來吸附Ni2+的吸附試劑。