论文部分内容阅读
本课题研究表面活性剂对简青霉吸附镉离子的影响及机制探讨。在简青霉的液体培养中,分别向培养基中加入一定量的表面活性剂(Triton X-100、SDS、Saponin和RL),制成生物吸附剂来吸附水体中的Cd2+。实验研究了改性简青霉在不同条件下对Cd2+的吸附效果,并在最佳实验条件下,探究吸附机理。对Cd2+吸附的实验结果表明,各改性吸附剂对Cd2+吸附特征受pH值影响较大。在pH值为1.0-5.0时,吸附量随pH值的增加而增大;随着pH值逐渐增大到7.0时,吸附量反而降低。四种经表面活性剂处理过的简青霉对Cd2+吸附的最佳pH值均为5.0,而空白样对Cd2+吸附的最佳pH值为6.0。吸附动力学分析表明,各生物吸附剂对Cd2+吸附均在4h后达到吸附平衡。应用线性回归法分别以Langmuir等温模型和Freundlich等温模型对Cd2+吸附的实验数据进行拟合得吸附等温模型。研究发现,各吸附剂对Cd2+的吸附符合Langmuir等温线模型。在最佳吸附实验的条件下,经0.025%RL处理过的简青霉对Cd2+的最大吸附量为65mg/L,经0.025%Saponin处理过的简青霉对Cd2+的最大吸附量为59mg/L,经0.001%SDS处理过的简青霉对Cd2+的最大吸附量为54mg/L,经0.05%TritonX-100处理过的简青霉对Cd2+的最大吸附量为52.75mg/L,而未经表面活性剂处理的简青霉对Cd2+的最大吸附量为38mg/L。由此可见,经表面活性剂处理的简青霉对Cd2+吸附具有较大的吸附潜能。并且在Cd2+的吸附实验中,生物表面活性剂比化学表面活性剂表现出更大的优势,且优先顺序为RL>Saponin>SDS>Triton X-100。本实验对优选出的生物吸附剂先后通过环境扫描、X射线能谱及红外光谱来分析Cd2+与官能团之间的作用机理。研究发现,表面活性剂的添加改变了菌体的细胞结构,引起某些基团发生改变,从而影响了Cd2+的吸附。吸附前后,钾峰减弱甚至消失证明吸附过程中存在离子交换,且参与吸附过程的基团主要是苯环、氨基、羟基等。此课题实验条件优化及机理探讨对研发新型、高效生物吸附剂具有一定的参考价值,并为吸附剂的实际生产提供重要理论依据。