论文摘要
随着电镀、印染、机电等工业的迅速发展,大量重金属废水和染料废水排放到环境中,引起了严重的水资源污染,危害到环境生物和人类的健康。所以开展环境废水处理技术的研究迫在眉睫,这对于人类和环境生物的健康以及电镀、印染、机电等工业的快速、友好发展具有举足轻重的作用。目前,单一技术的处理方法普遍存在处理效率低、费用高、二次污染等问题。针对以上问题,以廉价的生物材料为基础,利用高效的化学修饰手段,结合特殊磁性的纳米材料为研究对象来处理重金属废水和染料废水已成为水处理研究的热点。本研究以面包酵母菌为研究材料,在戊二醛的交联下将纳米Fe304负载到面包酵母表面,制备出磁性酵母菌（FB）,然后在无水环境下利用EDTAD对EF进行了成功修饰,制备出EDTAD-磁性酵母菌（EFB）。然后利用FB和EFB材料对重金属废水（Pb2+、Cd2+和Ca2+）和染料（亚甲基蓝）废水进行了处理。探讨了溶液pH值、金属离子/染料起始浓度、处理时间、处理温度等对两种吸附剂吸附能力的影响。通过对含Pb2+、Cd2+和Ca2+废水的处理,结果显示EFB对三种金属离子的吸附量明显高于FB,且EFB对三种金属离子的吸附量随着pH值的增加而逐渐增加,吸附过程符合假二级吸附模型和Langmuira等温吸附方程,且在30℃,pH6时对Pb2+（pH5.5）、Cd2+和Ca2+三种金属离子分别有最大吸附量为99.26,48.70和33.46mg/g,共存离子实验显示EFB对金属离子的结合能力如下：Na+,K+<Mg2+<Ca2+<<Cd2+<Pb2+<Ni2+<Cu2+。再利用EFB和FB处理了亚甲基蓝废水,结果显示,EFB对亚甲基蓝的吸附量大约是FB两倍,分别为223.66和110.00 mg/g,且EFB受pH值的影响在pH值小于4的范围内,在pH值大于4以后pH值的变化对EFB吸附能力几乎无影响,FB和EFB对亚甲基蓝的吸附过程均符合假二级吸附模型和Langmuira等温吸附方程,两种吸附剂对亚甲基蓝的吸附受温度的变化影响不明显。回收实验显示两种吸附剂在处理重金属废水和染料废水,利用0.1mol/L HCl洗脱时,吸附剂重复利用三次以后,处理效率仍保持80%以上。利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、Zeta电位、红外光谱（IR）、表面滴定、磁响应分析等对FB和EFB及吸附后的材料进行了表征。结果显示制备的材料表面粗糙,纳米Fe3O4负载到酵母菌表面,且磁响应灵敏；EDTAD修饰后EFB表面氨基或羧基数量增加,且增加的基团在吸附重金属离子和染料分子时有重要作用。