浒苔对重金属镍离子吸收的研究

胡少秋　刘豪杰　朱明

1实验材料和方法

1.1海藻来源

浒苔（取自连运港市在海一方的沙滩上，经过层层筛选，选取那些叶片大，厚实的浒苔，再将其反复冲洗。我们研究需要将浒苔的水分完全去除，所以把洗干净的浒苔放在天台上晾晒，每天晾晒时间从早上九点到下午4点，晾晒过程中要防止异物、粉尘等污染浒苔，以至于对实验造成不必要的影响。

1.2仪器设备和试剂

仪器：烧杯、滤纸、电子万用电炉、台式恒温震荡仪锥形瓶、漏斗、锥形瓶、500 ml容量瓶、50 ml的移液管、TAS-990原子吸收分光光度计、烘烤箱、组织搅拌机、精密ph计、电子天平、筛网、玻璃棒

试剂：Ni2+贮备液1000mg/L、氢氧化钠溶液，C（NaOH）=2mol/L、氢氧化钠溶液，C（NaOH）=0.1moL/L、硝酸溶液（1：1）、硝酸溶液（1：99）、蒸馏水

Ni2+母液（制备方法）：我们制备镍标准贮备液的浓度为1000 mg/L。精准称取0.1000 g金属镍（纯度在99.9%以上），溶解在10 ml、浓度为50%的硝酸溶液中，再将含有镍的硝酸溶液的烧杯放置在电子万用电炉加热至近干。冷却到室温后加硝酸溶液（1：1）进行溶解，最后转移至100 ml容量瓶中完成标定。

注：Ni2+之所以用硝酸溶液（1：99）溶解，是因为防止镍离子与氢氧根离子结合产生沉淀，从而影响实验数据。

1.3实验设置

我们设置水样的ph值梯度为：1、2、3、4、5、6、7;浒苔粉目数梯度为：40、60、80、100;藻粉浓度梯度：2、6、10、14、18和22 g/L;温度：27 ℃和32 ℃。在研究不同温度下浒苔粉对Ni2+的吸附情况，我们还需要设置Ni2+的初始浓度梯度：10、20、30、40和50 mg/L。

在针对不同影响因子进行实验时，要保证其他因素保持一致。ph值的调节使用浓度为2mol/L和0.1mol/L的NaOH溶液。配置不同Ni2+的初始浓度时，都是从Ni2+的母液中量取相应的量，并取50mL配置好的初始浓度溶液于100 ml的锥形瓶中，加入一定量的浒苔，并在27℃、150 r/min的条件下振荡吸附，振荡后过滤。过滤时，为了实验的准确性，先要弃置上层溶液，再吸取1 ml的滤液于10 ml的硝酸溶液（1：99）中，最后用原子吸收分光光度。

1.4藻粉浓度影响吸附率的实验方法

据上面的实验结果，我们都采用浒苔粉的目数为40目，Ni2+的初始浓度为50 mg/L。设置浒苔粉量的梯度为：0.1 g、0.3 g、0.5 g、0.7 g、0.9 g、1.1 g。取Ni2+母液5 ml置于250 ml的容量瓶中，再用蒸馏水稀释值标定线，接着用2mol/L的氢氧化钠溶液和0.1mol/L的氢氧化钠溶液调节ph值至5.0。吸取其中50 ml于100 ml的锥形瓶中，分别加入0.1 g、0.3 g、0.5 g、0.7 g、0.9 g、1.1 g的浒苔藻粉，并在27 ℃、150 r/min的条件下振荡吸附3h。过滤，弃置，吸取1 ml的滤液于10 ml的硝酸溶液 （1：99）中，最后测量其吸附后。

Ni2+浓度。

1.5 吸附率跟吸附量的计算

Ni2+吸附率的计算公式：

吸附率 =（ C0- C）/C0× 100%

式中：C0-Ni2+的初始浓度，mg/L

C-吸附后Ni2+的浓度，mg/L

Ni2+吸附量q的计算公式：

q（mg/L）=（C0- C）×V/m

式中：C0-Ni2+的初始浓度，mg/L

C-吸附后Ni2+的浓度，mg/L

V-吸附溶液体积，L

m-浒苔粉用量，g

2  实验结果

2.2 藻粉浓度对浒苔粉吸附Ni2+的影响

从图1中可以发现浒苔粉的浓度在2 g/L时，单位浒苔吸附 Ni2+的量最多。浒苔浓度在18 g/L和22 g/L时，单位浒苔吸附Ni2+的量最少。从图5中可以看出，浒苔粉浓度在2 g/L时，对Ni2+的吸附效果是最低的，吸附率只有41.25%。当浒苔粉浓度在6 g/L时，对Ni2+的吸附效果是最好的，吸附率为45%。对图1 和图2进行比较后，最后以浒苔粉浓度为6 g/L，即50 mL中有0.3 g作為我们下面实验所需要的浒苔粉量。

3 结果分析与讨论

3.2 藻粉浓度的影响

浒苔粉浓度对Ni2+吸附的影响见图1和图2。从图1中可以看出：随着浒苔粉浓度的增加，每克浒苔吸附Ni2+的量逐渐递减且减小的幅度也逐渐变小，到浒苔粉浓度为14 g/L时，减小的幅度逐渐趋向于0。我们再从图5中可以看到，浓度从2 g/L～6 g/L时，浒苔对Ni2+的吸附效果有一个明显的增长。然而从6 g/L时，浒苔对Ni2+的吸附效果逐渐下降。当浒苔浓度达到6.0 g/L，再增加浒苔的浓度，吸附效果也没有非常大的提高，最主要的是浒苔的单位吸附量也会逐渐降低。这是因为浒苔浓度在6.0g/L时，浒苔对Ni2+的吸附效果已经最好了，如果再继续增加藻粉量，也没有多大的现实意义。

以上是藻粉浓度对Ni2+吸附效果产生的影响。但是，浒苔的浓度越大，每克浒苔粉对于Ni2+吸附量的趋势与相对应吸附率的变化规律不是很一致。

根据实验可知：（1）关于浒苔粉浓度的实验表示：浒苔粉浓度为6 g/L时，吸附Ni2+的数量最多。（2）从研究Ni2+的浓度变化实验来看：通过Ni2+的浓度变化，我们可以用Langmuir和Freundlich等温吸附模型分析出27 ℃时，浒苔粉对Ni2+的吸附效果比较好。

综上所述，浒苔粉在水样中的浓度为6 g/L，吸附过程中的温度为27℃，浒苔粉对Ni2+的吸附率为60%。因此，浒苔粉可以作为用来吸附Ni2+的吸附试剂。