簡介
在學校組織的“保護水資源——青少年科學調查體驗活動”中,我們發(fā)現:隨著食品、藥品、釀造等工業(yè)的發(fā)展,其排放的廢水中含有過量的氨基酸,是導致長沙市年嘉湖發(fā)生藍藻水華的主要原因之一(無錫太湖、武漢東湖的情況與此類似)。經走訪湖南省環(huán)保局,我們了解到目前對于含有氨基酸的富營養(yǎng)水體處理方法主要有膜分離法、生物法、資源化法等。通過資料檢索進而了解到,利用活性炭、硅膠、氧化鋁、二氧化鈦、沸石等作吸附劑,吸附水體中富營養(yǎng)因子的嘗試已見諸研究報道。但是由于多種因素的影響,這些方法可能在不同程度上存在一些應用操作問題,均難以投入實施。
通過生物和化學等課程的學習,我們了解到,雙金屬化合物在水中具有水合效應,凝聚吸附水中的懸浮物,而氨基酸在水溶液中是以兩性有機離子態(tài)的物質存在。據此,我們提出了一種用雙金屬氧化物(LDO)吸附分離富營養(yǎng)水體中氨基酸的新方法。實驗結果表明,LDO對氨基酸的吸附能效高,且Mg/Fe、Mg/Al、Zn/Al型等不同LDO對不同氨基酸的吸附具有選擇性。其吸附機理可能是LDO在水溶液中能重構LDH結構,可與氯基酸形成配合物。這種方法可操作性強、無二次污染、可再生利用,對治理修復過量氨基酸廢水污染湖泊水系,具有良好潛在的實用前景。
實驗方案設計
吸附劑.吸附質.影響因素的選擇與預設
◇依據環(huán)保且低成本、易生產的要求,加上不同的吸附劑與不同的氨基酸之間可能存在相互配合的問題,我們選擇了天然材料Mg/Al型、合成材料Mg/Fe型、Zn/Al型等LDH作為制備LDO的前體材料,試圖從中尋找一種或幾種對氨基酸吸附能效較高的吸附劑,并探究其與氨基酸作用的相互關系和吸附機理。
◇由于氨基酸的種類很多,我們選擇有一定代表性的氨基酸(如谷氯酸、甘氨酸、蛋氨酸、賴氨酸等)作為吸附質。
◇根據氨基酸和雙金屬氧化物的理化特性與相關工廠的實際情況,假設其吸附處理能效可能與溶液的pH值、初始濃度C、體積V、溫度T以及吸附時量t、吸附劑用量m等因素相關。把它們列為本研究的探討因素,分別進行對比實驗、單因素實驗,試圖從實驗數據中發(fā)現某些規(guī)律或控制條件。
制備雙金屬氧化物制備雙金屬氧化物的步驟如下:
◇配制雙金屬鹽溶液A;
◇配制堿溶液B,
◇用共沉法合成