响应面法优化胡敏素对Cu 2+ 的吸附及机理研究

采用Box-Behnken响应面优化实验设计对胡敏素吸附去除水中Cu 2+ 的过程进行了优化，设定吸附时间、吸附剂用量、pH、温度和Cu 2+ 初始浓度为5个影响因素，Cu 2+ 吸附率为响应值，建立了吸附率与上述因素之间的二次多项式模型，确定最佳吸附条件，对吸附过程的等温模型及吸附机理进行了研究.响应面分析表明，吸附剂用量、pH和Cu 2+ 初始浓度是显著因素.胡敏素对Cu 2+ 吸附的最佳条件为：吸附时间110 min、吸附剂用量2.4 g·L -1 、pH=5.4、温度25.0℃、Cu 2+ 初始浓度208 mg·L -1 .在该条件下，测得胡敏素对Cu 2+ 的吸附率可达到80.78%，吸附符合Langmuir等温线方程.胡敏素表面疏松多孔，有利于其通过物理吸附方式吸附Cu 2+ ，同时，胡敏素表面的羟基、羧基和羰基等活性基团可以与Cu 2+ 发生配位络合作用，Na + 、Ca 2+ 、Mg 2+ 等与Cu 2+ 发生离子交换作用，从而发生化学吸附.研究结果表明，胡敏素作为一种绿色、高效、廉价的吸附剂，可应用于Cu 2+ 污染废水的治理.