废弃香蕉皮粉末对六价铬的吸附特性与机理研究

作     者：马路路 许利滢 张泽新 袁莹莹 陈锋 MA Lu-lu;XU Li-ying;ZHANG Ze-xin;YUAN Ying-ying;CHEN Feng

作者机构：河南工程学院环境与生物工程学院河南郑州451191 东华大学环境科学与工程学院上海201620 

出 版 物：《生态与农村环境学报》 (Journal of Ecology and Rural Environment)

年 卷 期：2024年第40卷第7期

页      面：954-963页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(42172189) 河南省自然科学基金青年基金项目(222300420134) 河南省高等学校重点科研项目(21A610002) 河南省大学生创新创业训练计划项目(202311517005) 2023年度河南工程学院开放实验重点项目 

主　　题：废弃香蕉皮 六价铬 吸附特性 机理 

摘      要：研究了废弃香蕉皮粉末对六价铬〔Cr(Ⅵ)〕的吸附特性与机理。重点考察各种影响因素,利用等温线、动力学和热力学方程定量分析了吸附过程,并采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等手段探讨了吸附机理。结果表明:香蕉皮粉末是一种优良的吸附剂,对Cr(Ⅵ)的吸附性能远高于其他生物质。香蕉皮粉末对Cr(Ⅵ)吸附的最佳pH值为2,吸附24 h时达到平衡,Cr(Ⅵ)初始浓度和温度越高,吸附效果就越好。3次吸附-解吸循环后,香蕉皮粉末对Cr(Ⅵ)的吸附容量仍达到初始吸附容量的93.7%。Langmuir和Freundlich方程均能用于描述香蕉皮粉末对Cr(Ⅵ)的吸附过程,表明存在单分子层和多分子层吸附,且为有利吸附。在298、308和318 K条件下,香蕉皮粉末对Cr(Ⅵ)的最大吸附量分别为149.25、161.29和169.49 mg·g^(-1)。准二级动力学模型更适用于拟合香蕉皮粉末对Cr(Ⅵ)的吸附过程,表明化学吸附占主导,发生电子转移。热力学参数表明,香蕉皮粉末对Cr(Ⅵ)的吸附是自发吸热熵增的反应。SEM结果显示,香蕉皮粉末呈片状结构,直径几十到数百微米,表面有褶皱和孔隙,提供了多个活性位点。SEM、FTIR和XPS分析结果表明,香蕉皮粉末对Cr(Ⅵ)的吸附机理包括静电吸引、氧化还原、表面螯合和离子交换。