删除的镍溶液使用Azaridachta籼稻种子贝壳粉作为吸附剂

G Gohulavani^*N Muthulakshmi安达

大学化学系,PSGR Krishnammal对于女性来说,哥印拜陀市004 - 641年,印度泰米尔纳德邦,

^*通讯作者:: G Gohulavani
化学系
PSGR Krishnammal大学为女性
哥印拜陀市004 - 641年,印度泰米尔纳德邦,

收到:28/01/2013;修改后:14/02/2013;接受:15/02/2013

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文摘

镍在冶金中扮演一个重要的角色,电镀和其他化学工业。大约40%的镍生产用于钢铁工厂,生产的镍电池和一些合金。另一方面,它会污染水流,因此产生一些环境问题。Azaridachta籼稻种子壳为镍(II)吸附进行了评估。执行的测试是在批量平衡法。66.66 mgg-1获得最大吸附能力。红外光谱结果表明,负责镍离子的吸附剂有不同的官能团绑定,如羧基、氨基、肽和氢氧根。分析了吸附剂表面的形态扫描电子显微镜(SEM)之前和之后镍(II)加载。

关键字

镍、吸附、Azaridachta籼稻,动力学,等温线

介绍

吸附过程提供低运营成本的优势,金属回收的可能性,潜在biosorbent再生,尽管研究开发成本进行了有效的重金属去除技术。农业植物材料的使用和废物即,木瓜木材(1年),辣椒种子(2],软木生物质[3),茶产业废物(40),葡萄茎废物(5)广泛增加在最近的过去,这些副产品在农业领域不具备商业价值。先前的工作表明,Azaridachta籼稻的叶粉去除金属离子的能力,如铬(VI)从水的解决方案6,7]。镍元素主要存在于水溶液中二价状态。镍释放到环境中通过大量的过程,如电镀、抛光、电池(8)制造、采矿、金属表面处理、油漆、颜料、锻造等。由于镍的毒性作用,有必要消除污染的废水。这项工作的目的是评估的可行性的酸-碱预处理的种子壳Azaridachta籼稻去除水溶液的镍(II)。平衡和动力学实验进行。朗缪尔等温线模型应用于实验数据。准一,pseudo-second-and intra-particle扩散模型被用来适应动力学数据。官能团的变化进行了分析,在红外区光谱(红外光谱)。

方法和材料

吸附剂的制备

楝树植物学地称为Azadirachta indica,属于楝科。这棵树很高,快速增长和抗旱性而闻名9]。果实成熟后是绿色和黄色,每树37-55公斤左右。这是一个光滑olive-like核果不同形状的伸长椭圆形到近圆的。白色,硬内壳层的水果被称为种子壳(内果皮)收集在哥印拜陀肥料制造单位。印楝种子壳壳被彻底清洗和双重蒸馏水和干空气中。干壳粉,渗和分数测量从0.18到0.71毫米的治疗首先在0.1 N HCl沸腾了三小时。倾析解决方案后,残留是允许与0.1 N氢氧化钠煮了三个小时。类似的治疗过程被A.L.Ahmad报道等。和伊莎贝尔Vellaescusa et al .,10,11不同的吸附剂处理筛大小和双重蒸馏水洗好多次,干,用于进一步的实验。

Sem / Edax

Azaridachta籼稻种子外壳的表面形态是使用扫描电子显微镜(SEM)观察。干燥后,样品被覆盖着一层薄薄的铂(10 nm)使用溅射涂布机(SCD 0050 - Baltec Liechenstein)和观察使用JEOL jfm - 6390扫描电子显微镜(20 kV)真空下1.33 x 10 - 6 mBar (JEOL、日本)。确定化学成分、能量色散x射线谱进行前后吸附剂吸附镍。样品被准备进行扫描电镜分析。

金属结合批处理实验

倪^{2 +}解决方案准备从硫酸镍(镍(NH的盐₄)2₄.9H₂0]。金属离子的浓度是由原子吸收光谱法(珀金埃尔默AA分析师100空气乙炔火焰氧化)。在反应过程中pH值在8.1在整个实验过程中保持不变。吸附实验研究在不断搅拌烧杯包含50毫升11毫克L¹重金属溶液(150 rpm)和150毫克吸附剂,在30°C。准一阶模型,pseudo-second秩序和intra-particle扩散被用来符合实验数据。方程表示为跟随,那么情商。(1),Eq。(2)和Eq。(3),分别为:

地点:q代表吸附物保留在固体的量平衡,qt代表的吸附物保留时间t, k₁k₂k_p是准一秩序的反应的速率常数(最低为1),伪——二阶(g(毫克最低为1)]和intraparticle扩散毫克(g¹min1/2)。平衡研究镍的浓度的解决方案不同的从3到13毫克L¹biosorbent使用量是150毫克¹。这些结果被调整的朗缪尔模型可以表示为:

地点:b是镍uuptake平衡(mg g¹);问_o是最大的朗缪尔吸收(mg g¹);C_e是最后的铬浓度达到平衡(mg l - 1)。

傅里叶变换红外光谱法(ir)

傅立叶变换红外光谱被用来确认样品的官能团的存在和观察化学改性后吸附重金属铬。红外光谱被记录在4000 - 600 cm - 1地区使用的那些时光,热Nicolet模型ir - 200。衰减全反射(ATR)设备允许的表面信息。

结果和讨论

SEM / EDX分析

的形态l .小表面是由扫描电子显微镜(SEM)分析了吸附剂镍加载(之前和之后图1一个&1 b)。

图1 &1b:SEM分析。籼稻种子壳粉末镍(II)加载之前和之后

对吸附剂的SEM分析显示,满是皱纹的表面微观结构,说明图1 (a)。这满是皱纹可以分配给烟酸,脯氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、酪氨酸和丙氨酸nh含有极性基团₂,-羧基-哦等等A.indicased贝壳粉(Battacharya沙玛,2004;尼姆基金会,http://www.neemfoundation.org,1997)7导致消极的表面电荷。这个满是皱纹不太明显的镍(II)加载后(图1 b)。根据离子EDX分析,最初出现在种子外壳,如磷、钙、铁等。12]在镍吸附过程中移除(图2 b)。

图2 &2b:EDX分析的。籼稻种子壳粉末镍(II)加载之前和之后

傅立叶变换红外光谱分析

的傅立叶变换红外光谱进行了比较A.indica种子壳之前,镍吸附后,给出了图3一&3 b。对于卸载A.indica在3445.94厘米,乐队⁻¹是地伸展的高分子化合物,2895.25厘米⁻¹是对称的振动CH₂,1681.98厘米⁻¹是首席运营官的伸缩振动,C = O, 1540.21厘米⁻¹乐队是氮的peptidic键的伸缩振动的蛋白质,1419.66厘米⁻¹是酚s和C = O地伸展的羧酸盐,1318.39 cm - 1带振动的磷酸基,1231.59厘米⁻¹乐队是羧酸的振动。乐队< 800厘米⁻¹是指纹区磷和硫官能团(Saygideger et al . 2005年)(13]。加载的傅立叶变换红外光谱结果镍(II)A.indica种子壳粉显示A.indica有不同的官能团对镍离子绑定,如羧基(1649.19和1369.50 cm - 1), peptidic(~ 1559.50厘米⁻¹)和氢氧化(3312.85 cm - 1)组。按照盛et al . (2004), (14)1681.98和1422.55 cm - 1的峰值是由于羧酸盐盐COO-M,其中M可以Na⁺K⁺、钙^{2 +},毫克^{2 +}金属,自然存在于吸附剂材料。这个乐队改变镍吸附后1649.19和1369.50 cm - 1。这个物种(M)自然出现A.indica种子壳粉被镍离子所取代。

图3 &3b:傅立叶变换红外光谱的卸载和镍(II)加载。籼稻sed贝壳粉

批量吸附的实验A.indica种子壳粉

朗缪尔等温线和弗伦德里希等温线模型被用来符合实验数据。所示的结果图4一和4 b.Langmuir参数获得qmax 66.66毫克的g¹L b 0.1666毫克¹和R²0.9967。的最大吸附量在一个单层由qmax表示,和b是朗缪尔缔合常数,这是有关吸附能量。明显的朗缪尔常数(b)是一个稳定的测量复杂金属离子之间形成和吸附剂吸附表层下指定的实验条件。例如,一个小“b”值表明,金属离子吸附剂具有高亲和力。从表1可以明白比弗朗缪尔模型不但实验数据模型。b和qmax显示的值A.indica种子壳粉对镍(II)亲和力。图5一个和5 b介绍镍(II)离子动能曲线符合一级和pseudo-second-order调整模型。线性相关系数和符合一级(k1)和二阶(k₂)常数,以及获得的平衡能力,所示表1。相关系数R的值²相对较高(> 0.99)伪一阶伪二阶相比。因此,可以得出结论,Lagregren最佳描述金属的生物吸附动力学模型A.indica种子壳粉。

表1:吸附等温线的吸附重金属镍^{2 +}在一个。籼稻种子壳粉

表2:一阶和二阶动力学常数对镍的吸附^{2 +}离子对。籼稻种子壳粉

图4 &4b:朗缪尔和弗伦德里希模型实验数据拟合等温线

图5 &5b:Pseudo-firstorder倪和pseudo-second-order动力学模型^{2 +}吸附。

结论

这项研究证明了Azaridachta籼种子贝壳粉(预处理)可以作为一个有效的biosorbent治疗包含镍离子废水。扫描电镜和红外光谱分析表明的形态变化和金属绑定能力吸附剂。b和qmax显示的值A.indica种子贝壳粉有

亲和力为镍(II)从朗缪尔模型获得。相关系数R的值²relativelyhigh。因此,可以得出结论,Lagregren模型描述金属的吸附动力学A.indica种子壳粉。

引用

赛义德,Akther M W,伊克巴尔·M·9月Purif抛光工艺。2005;45:25-31。
Ozean, SafaOzean, Tunali年代,Akar T, Kiran i J风险板牙。2005;124:200 - 208。
Chubar N, Carvatho J R, Correja M J N .胶体冲浪。一个;Physicochem Eng方面。2004;230:57 - 65。
礁年代,Uyanik Ozisik A 9月Purif抛光工艺。2004;38:273 - 280。
Villaescusa我L, Fiol N,马丁内斯M,产生N, Poch J, Serarols J .水资源2004;》38:992 - 1002
Venkateswarlu P, Venkata Ratnam M, D Subba Rao, Venkateswara Rao M . Int J phy Sci领域。2007;2 (8):188 - 195。
Bhattacharya公斤,Sarma a . J风险板牙。2004;b113:97 - 109。
贝利S E,奥林T J, Bricka RM,阿德里安弟弟。水研究》1999;33:2469。
罗陀K Vijayalaxmi K,年代,Vandana Shiva。尼姆——一个用户手册,新德里1995年。
艾哈迈德·L, Sumathi年代,Hameed B h .窟》2005;39:2483 - 2494。
伊莎贝尔Villaescusa Nuria Fiol Maria Mortinez Naria产生,乔迪Poch,琼Serarols。窟杂志2004;38:992 - 1002
Udhayasekara Rao p . J是石油化学Soc。1987;64 (9):1348 - 1351。
Saygideger年代,Gulnaz O, Istifli, Yucel n . J风险板牙。2005;b126:96 - 104。
盛P . X, Y Ting,陈J P,香港l .吸附铅、铜、镉、锌和镍的海洋藻类生物量;表征biosorptive能力和调查机制。J胶体界面科学。2004;275:131 - 141。