使用辣木种子粉末（MSSP）和香蕉皮粉末（BPP）进行生物吸附以有效去除废水中的六价铬

发布时间：2021-03-01 07:41

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废水种的铬：
铬是在环境中发现的常用的三价，铬（III）的天然存在的金属，和六价，铬（VI）的形式[ 1，2 ]。铬的三价态[铬（III）是用于在人类中碳水化合物代谢必不可少的，而六价铬[铬（VI）]被认为是有毒的[ 3，4 ]。六价铬是一个100倍铬[三价形式更具毒性5，6 ]。这是因为它是一种强氧化剂，可以释放自由基，这些自由基可能对细胞产生致癌作用[ 4]。六价形式的含铬化合物广泛用于皮革，电镀，纺织印染，金属制造和涂饰等不同行业[ 7 ]。含铬废水是环境的主要污染物之一。因此，工业界必须对废水进行处理，以将水和废水中的铬离子浓度降低到可接受的水平，然后再将其释放到自然环境中。在发达国家，已采用各种常规和先进的处理方法从水和废水中去除Cr离子。这些包括化学沉淀，离子交换，反渗透，膜过滤，电渗析，聚合纳米颗粒和活性炭吸附[ 8，9，10，11，12，13 ]。然而，这些传统和先进的技术是昂贵的，不可再生的材料一起使用，产生有毒的污泥常常是无效的，特别是用于在低浓度下，也难以在发展中国家，如埃塞俄比亚[应用它们的吸附去除Cr离子的14，15，16 。

辣木在废水处理中的前景：

辣木是一种属于辣木科的热带植物，生长在整个热带地区。辣木和辣木stenopetala是辣木家族[各物种中的两个最常见的种类17，18 ]。辣木在东部非洲低地被驯化，是埃塞俄比亚南部的土著。辣木stenopetala通常被称为“白菜树”，并在埃塞俄比亚南部一个重要的土著植物在那里种植的粮食作物[ 19，20]。水溶性辣木种子具有类似于合成阳离子聚合物的凝结特性。辣木种子包含具有各种官能团，特别是低分子量氨基酸的阳离子多肽。这些氨基酸被去质子化以在pH范围为4至8羧酸根配体同时质子化，其便于与羧基[带正电的离子的结合的氨基21，22 ]。使用容易获得且有效去除金属的生物吸附剂（如辣木种子粉）可能是处理工业废水的一种创新且经济的方法。

香蕉与阳离子结合：

香蕉是热带地区生长最广泛的另一种植物，在130多个国家/地区种植。完全位于热带地区的埃塞俄比亚具有巨大的香蕉生产潜力[ 23 ]。卡文迪许香蕉是埃塞俄比亚特别是该国南部和西南部广泛种植和消费的主要水果作物[ 24 ]。香蕉富含果肉和果皮中都含有的多酚，类黄酮和多巴胺[ 25 ]。果胶物质是含有半乳糖醛酸，阿拉伯糖，半乳糖和鼠李糖作为主要糖成分的复杂杂多糖。半乳糖醛酸的羧基可使果胶物质与水溶液中的金属阳离子牢固结合[ 26]。因此，香蕉皮粉可用于废水中金属离子的生物吸附。对于从水溶液中去除铬离子的经济高效，环保和本地替代材料的需求至关重要。因此，辣木种子粉末和香蕉皮粉末在各种操作变量（接触时间，溶液pH，初始Cr浓度和温度）下从水溶液中吸附去除Cr（VI）离子是当前工作的重点。

结论：

从目前的研究可以得出结论，辣木种子粉香蕉皮可用于去除废水中的六价铬离子。吸附剂的FT-IR表征表明，在吸附过程之前和之后，两种吸附剂的结构上的官能团都有变化。Cr（VI）离子的去除率随pH值的降低，吸附剂剂量和接触时间的增加而增加。使用Langmuir和Freundlich模型描述了吸附等温线。Freundlich模型更适合吸附数据。动力学研究表明，在假二级反应动力学中，Cr（VI）离子的吸附比假一级反应动力学更快。使用ΔG°，ΔH°和ΔS°进行热力学研究，ΔG°的负值表示吸附过程的自发性，而ΔS°的正值s表示吸附过程的随机性。使用MSSP和BPP吸附剂进行更绿色的生物吸附过程对于从废水中去除Cr（VI）离子很重要，以确保环境安全。比较两种吸附剂时，MSSP的去除效率优于BPP。