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来源：环境科学研究收集编辑：孙永鹏,王刚等
新型除镉吸附剂MPWS制备条件的优化与机理
孙永鹏,王刚,高微微,徐敏,蒋煜峰
兰州交通大学环境与市政工程学院，甘肃 兰州 730070
为了提高小麦秸秆(WS)对废水中Cd(Ⅱ)的吸附性能，采用氢氧化钠(NaOH)、L-半胱氨酸(L-Cys)、碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)对WS进行化学改性，制备出新型吸附剂巯基丙酰化小麦秸秆(MPWS). 以含Cd(Ⅱ)水样为考察对象，利用Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验和响应面法的中心复合设计(CCD)对MPWS的制备条件进行优化，借助表征方法探讨了MPWS的制备机理，考察了WS、化学预处理小麦秸秆(CWS)、MPWS对Cd(Ⅱ)的吸附性能.
结果表明：
①由响应面法建立的二次项回归方程P值为0.0002，表明模型非常显著. ②当WS粒径为30目(0.60 mm)、化学预处理试剂NaOH溶液浓度为0.07 mol/L、n(EDC·HCl)∶n(L-Cys)为0.099∶1、m(NHS)∶m(EDC·HCl)为0.5∶1、m(L-Cys)∶m(CWS)为4∶1、反应介质pH为11、反应温度为40 ℃、反应时间为2.39 h时，该条件下制备的MPWS对水样中Cd(Ⅱ)去除性能最优，MPWS投加量为10 g/L对应Cd(Ⅱ)的去除率为84.55%，与模型预测值(84.80%)的相对偏差仅为−0.29%. ③MPWS制备机理为巯基丙酰基被接枝到WS结构中，发挥了其对Cd(Ⅱ)螯合吸附作用. ④秸秆对Cd(Ⅱ)的吸附性能表现为MPWS>CWS>WS，表明WS经化学预处理、接枝改性可提升吸附Cd(Ⅱ)的性能，当MPWS投加量为20 g/L时，Cd(Ⅱ)的去除率可达95.56%. 研究显示，通过响应面法优化MPWS制备条件的试验方法可行，经巯基丙酰基改性后可有效提升小麦秸秆对Cd(Ⅱ)的吸附性能.