风化煤提取的胡敏酸对镉的吸附性能及其应用潜力

doi:10.3785 / j.issn.1008-9209.2016.01.221

	风化煤提取的胡敏酸对镉的吸附性能及其应用潜力
其他题名	Humic acid from leonardite for cadmium adsorption and potential applications
	孟凡德 ; 袁国栋; 韦婧 ; 毕冬雪 ; 王海龙 ; 刘兴元 ; 袁国栋,中国科学院烟台海岸带研究所,E-mail：[email protected]
发表期刊	浙江大学学报(农业与生命科学版)
ISSN	1008-9209
	2016-07-18
卷号	42 期号:4 页码:460-468
关键词	镉胡敏酸吸附风化煤污染土壤
DOI	10.3785 / j.issn.1008-9209.2016.01.221
产权排序	中国科学院烟台海岸带研究所/中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室/山东省海岸带环境过程重点实验室;中国科学院大学;浙江农林大学环境与资源学院;广东大众农业科技股份有限公司;
作者部门	中科院海岸带环境过程与生态修复重点实验室
英文摘要	以碱溶酸析"法从新疆风化煤中提取的胡敏酸为研究对象,对其理化性质和表面形态进行表征,并通过吸附试验探究反应时间、溶液pH、镉离子(Cd~(2+))质量浓度对胡敏酸吸附Cd~(2+)的影响.结果表明:风化煤提取的胡敏酸碳元素质量分数高达58.68%,羧基的质量摩尔浓度为5.81mol/kg,等电点为2.7;该胡敏酸含Cd量为0.15mg/kg,符合国家土壤环境质量标准.胡敏酸对Cd~(2+)的吸附在8h内达到平衡,吸附量随Cd~(2+)质量浓度(0~100mg/L)和溶液pH升高而增加,到pH=6.0时最大,之后胡敏酸开始溶解导致吸附量降低.Langmuir方程比Freundlich方程能更好...
中文摘要	Cadmium (Cd)isatoxicandcarcinogeniccontaminantreleasedfromawiderangeofindustries.Its accumulationinsoiland waterisofgrowingenvironmentalandhealthconcerns.Thus,thereisanincreasing demandfor materialsthatareeffectiveforCdadsorption,economicallyfeasible,andunlikelytocreatenew environmentalproblems. Humicacid (HA)isubiquitousinsoilandsediment.Itcanalsobeextractedfromligniteandleonardite, whichcanbeviewedasancientbiocharandoxidizedancientbiochar,respectively.Beingabundantincarboxyland hydroxylgroups (—COOH ,—OH),HAhasastrongpropensityforadsorbingheavymetalcationsbyforming inner-spherecomplexes,thusreducingtheirmobilityandbioavailability.Aleonardite(Leo)fromXinjiang,China wasusedtoproduceHAbyultrasonicallydispersingLeoin0.1mol/LNaOHsolutionat40 ℃for30min,and thenflocculatingthesupernatantwith6mol/LHCl.TheobtainedHA (Leo-HA)wascharacterizedforitssurface propertiesbyscanningelectronmicroscopy(SEM)andFouriertransforminfraredspectroscopy(FTIR),andwas analyzedforelementalcompositions,carboxylgroup,andisoelectric point (pI).Further,its adsorption characteristicsweredeterminedbykineticandbatchexperiments,anditspotentialapplicationsinremovingCd2+ from waterandimmobilizingCd2+insoilswereassessedbasedonitstechnicalreliability,economicfeasibility,and environmentalimpact.Forenvironmentalrelevance,arelativelylowrangeofCd2+ concentrations(0-100mg/L) wasusedinadsorptionexperiment,duringwhichthepHofsolutionwasmaintainedconstant. ResultsshowedthatLeo-HAhadalowpIof2.7andahighCcontentof58.68%,whichisnotunusualfor coal-derived HA.FTIR confirmedtheabundanceof —COOH and —OH groups.Thecarboxylgroup was determinedat5.81mol/kg.ThelowCdconcentration(0.15mg/kg)ofLeo-HAmettheprerequisiteforsafeuse inagriculturalland,asregulatedbyFarmlandEnvironmentalQualityStandards.KineticstudiesshowedthatCd2+ adsorptionontoLeo-HAreachedequilibriumin8handtheprocesswaspH-dependent.Theadsorptionincreased withpH within2.0-6.0,andthendecreasedaspHfurtherincreasedto7.0.ThisisbecauseLeo-HAstartsto dissolveassolutionpHapproachestoneutral.AdsorptiondatawerebetterfittedintoLangmuirequation (R2 = 0.991)thanFreundlichequation (R2 =0.891),suggestingthemonolayernatureofCd2+ adsorptionontoLeo- HA.AtpH5.0,themaximumadsorptioncapacity(Qm )derivedfromtheLangmuirequationwas137.37mg/g, whichwasequivalentto71% ofthecarboxylgroupsofLeo-HA.ThisQm wasmuchhigherthanwhathadbeen reportedintheliteratureforlignite,lignite-derived HA,andsoilHA.AsimplecomparisonatpH4.3andan initialCd2+ concentrationof80 mg/LshowedthattheLeo-HA adsorbed moreCd2+ (86.97 mg/g)thanthe referenceHA1R106H (73.49mg/g)fromIHSSdid,eventhoughthelaterhadahighercarboxylcontent(6.82 mol/kg).Thisapparentdiscrepancywasduetothefactthatdissolutionof1R106H wasobservedatpH 4.3, whereastheLeo-HA wasstableatthispH. LeonarditeisabundantacrossChina.Leo-HAhastheadvantagesoflowcost,highadsorptioncapacity,and lowCdcontent,thusitisaprospectiveadsorbentforimmobilizingCd2+ incontaminatedsoilsorremovingCd2+ from water.LimehaswidelybeenusedtoimmobilizeCd2+ insoils,butittendstoreducesoilorganicmatter content,damagesoilstructure,andposeahazardtothesafetyofitsusersinthefield.Incontrast,Leo-HAis beneficialtosoilstructureandsoilquality,aswellassafetohandleinthefield.FieldtrialsofapplyingLeo-HA ontoheavymetalcontaminatedsoilswouldbealogicalsteptofollow.
文章类型	期刊论文
资助机构	广东省东莞市引进创新科研团队资助项目(2014607101003)
收录类别	CSCD
语种	中文
CSCD记录号	CSCD:5800799
引用统计
文献类型	期刊论文
条目标识符	http://ir.yic.ac.cn/handle/133337/17111
专题	中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室_海岸带环境过程实验室
通讯作者	袁国栋,中国科学院烟台海岸带研究所,E-mail：[email protected]
作者单位	1.中国科学院烟台海岸带研究所/中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室/山东省海岸带环境过程重点实验室 2.中国科学院大学 3.浙江农林大学环境与资源学院 4.广东大众农业科技股份有限公司
推荐引用方式 GB/T 7714	孟凡德,袁国栋,韦婧,等. 风化煤提取的胡敏酸对镉的吸附性能及其应用潜力[J]. 浙江大学学报(农业与生命科学版),2016,42(4):460-468.
APA	孟凡德.,袁国栋.,韦婧.,毕冬雪.,王海龙.,...&袁国栋,中国科学院烟台海岸带研究所,E-mail：[email protected].(2016).风化煤提取的胡敏酸对镉的吸附性能及其应用潜力.浙江大学学报(农业与生命科学版),42(4),460-468.
MLA	孟凡德,et al."风化煤提取的胡敏酸对镉的吸附性能及其应用潜力".浙江大学学报(农业与生命科学版) 42.4(2016):460-468.

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风化煤提取的胡敏酸对镉的吸附性能及其应用（474KB）	期刊论文	作者接受稿	开放获取	CC BY-NC-SA	浏览下载