生物吸附量的影響條件
生物吸附金屬是一個復雜的過程,受很多條件的影響和限制,如生物吸附劑、金屬離子及物理化學條件等。以下介紹常見的影響因素。
1.生物吸附劑的預處理
在研究過程中,人們發現對生物吸附劑進行一些物理化學上的預處理,可以不同程度地改變吸附劑的吸附能力。
Ting 等對Saccharomyces cerevisiae 吸附Cd2 + 和Zn2 + 的性能進行了對比研究,發現經過預處理(加酸煮沸、加堿煮沸、高壓蒸汽、甲醛浸泡) 的酵母稀細胞的吸附能力增強了。Miguel 對氰基菌P. laminosum 用1 mol/ L HNO3 預處理一段時間后, 用它吸附Cr ,Fe ,Pb ,Cu ,Zn 及Zi ,吸附量無明顯提高;而用1 mol/ L NaOH 處理,吸附量卻提高了5 % ～34 %。李清彪對白腐真菌菌絲球進行堿處理后,用于吸附Pb2 + ,吸附量增加65 %～90 %。將黑根菌在0. 5 mol/ L NaOH 中加熱煮沸2 h 后,其吸附量增加了25 %。
2.物理化學條件
2.1 溶液pH 值的影響
由于H+ 與被吸附陽離子之間的競爭吸附作用,溶液的p H 值是影響飽和吸附量的主要因素。當p H 值較小時,溶液中的H+ 3 O 會占據大量的吸附活性點,從而阻止了陽離子與吸附活性點的接觸, 吸附量下降;當p H 值較高時,金屬離子以氫氧化物微粒的形式存在,從而使吸附無法順利進行。因此, 應選擇合適的p H 值,一般為5～7 。
2.2 溫度
不同的生物吸附劑吸附不同的金屬時,溫度對吸附金屬量的影響有所不同。研究表明,溫度過高或過低都會使飽和吸附量略有降低,但總體而言,溫度對生物吸附的影響不如pH 值明顯;且由于升溫會增加運行成本,因此,在生物吸附過程中不宜采用升溫操作。
2.3 競爭離子的影響
在系統中欲被分離的金屬離子稱為目標離子, 溶液中的其他離子和目標離子都有可能結合到吸附位點上,這些金屬離子稱為競爭性陽離子。由于競爭性陽離子對吸附位點的占據,導致目標離子的吸附量下降。由于各競爭性陽離子與吸附位點之間親和力不同,對目標離子的影響能力也不同。Sillen 指出陽離子的干擾能力隨其電負性加強而加強。某試驗結果表明,Ca2 + 會嚴重干擾Ni2 + 的吸附;對Cr2 + 及Zn2 + 無影響;對Fe2 + ,Cd2 + 及Pb2 + 甚至稍有好處。吳涓等研究了白腐真菌對Pb2 + 的吸附,發現Zn2 + ,Cd2 + 與Cu3 + 等3 種離子與Pb2 + 共存時,均會使Pb2 + 的吸附量減少。
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