茶叶渣对Zn(Ⅱ)的吸附研究

1、 答辩人：苏振西班级：06化学2指导老师：何猛雄茶叶渣对Zn（）的吸附研究1选题意义 饮用后的茶叶渣对金属离子有吸附能力，可以将其应用于捕集水溶液中有害金属离子和毒物的废水污水处理。海南是产茶和茶叶消费大省，若收集茶叶渣用于污水处理，这是变废为宝的极有意义的事情 。 近年来，相继出现关于茶叶吸附Zn2+、Cu2+ 、Cd2+ 等重金属离子的报道，可用作吸附剂的生物材料很多，有活性炭，电气石，改性羽毛等。这些材料的来源不丰富，价格也不低廉，相比之下，茶叶就是上乘之选.它是一种具有网状结构、多孔、表面积很大的吸附剂，茶叶中含有30%左右的多酚类物质，这些多酚类物质具有活性的羟基，能和金属离子形成络

2、合物，使金属离子沉淀。 2 研究茶叶渣对溶液中的Zn（ ）吸附性能，实验结果表明，茶叶渣具有吸附速度快、吸附率高、受温度和酸度影响显著等特点。 因此，开展此方面研究，对废弃的茶叶渣的再利用和废水中重金属离子的治理都具有重要的学术价值和实际意义。3仪器工作原理 原子吸收光谱法是依椐处于气态的被测元素基态原子对该元素的原子共振辐射有强烈的吸收作用而建立的。在温度吸收光程，进样方式等实验条件固定时，待测元素相基态原子对该元素的空心阴极灯所辐射的单色光产生吸收，其吸光度（A）与样品中该元素的浓度（C）成正比。即 A=KC 式中，K为常数。 据此，通过测量标准溶液及未知溶液的吸光度，又巳知标准溶液浓度，

3、可作标准曲线，求得未知液中待测元素浓度。43 .研究范围 1.茶叶的傅里叶红外光谱 2.吸附时间对吸附率的影响 3.pH对吸附率的影响 4.金属离子的初始浓度和茶叶渣量对吸附率的影响 5.温度对吸附率的影响51 茶叶的傅里叶红外光谱 实验使用美国Nicolet公司生产的Avatar 360傅立叶变换红外光谱仪，将压好的片置于红外光谱仪的测定窗口固定位置，按照设定的仪器条件，在4004000cm-1波数范围内扫描。通过DTGS检测器检测样品的吸收强度， 绘制出相应的茶叶渣样品的红外光谱图。 6各吸收区域所对应的官能团 7 茶叶的主要成分包括茶多酚，蛋白质，咖啡碱，茶多糖等。茶多酚是一类多酚类化合

4、物的总称 。其中儿茶素类化合物占茶多酚总量的65-80 。 多糖是一类与蛋白质结合的酸性多糖或酸性糖蛋白,咖啡碱是1，2，3-三甲基黄嘌呤。茶叶蛋白约占茶叶质量的15-30。 上述物质中，含有大量-OH、-CH-OH、C=O、-C-0-C-、-N-H-、-NH-C=O等官能团，它们在中红外区有丰富的吸收峰，可以为茶叶识别提供可靠的光谱信息。82 吸附时间对吸附率的影响 称取0.6g茶叶渣6份，分别加入4g/mL的锌离子溶液 50mL 。 实验结果列于下表：9吸附时间对吸附率的影响结果分析与处理 从图可以看出，茶叶渣对锌离子的吸附，在前40-60min吸附速率较快，吸附率几乎呈直线上升，之后随着

5、时间的延长变化较缓慢，在80min左右达到最大率，此时吸附率为66.12%，过80min后茶叶渣吸附逐渐达到平衡.103 pH对茶叶渣的吸附率的影响分别测定不同pH值时茶叶渣对50mL,4g/mL的锌离子的吸附率，加入的茶叶渣量为0.6g,在室温下振荡2h.实验结果列于下表:11pH对茶叶渣的吸附率的影响结果分析与处理 由图可以看出，在pH等于10，茶叶渣对锌离子有最大吸附率，达到97%。PH小于6时，吸附率均呈急速上升降趋势，pH在7到10之间时，吸附均能达到90%以上。因此最佳pH可控制在这个范围内。124 锌离子初始浓度和茶叶渣量对吸附率的影响 配制2，3，4，5g/mL 4种不同浓度的

6、锌离子溶液，在其中各加入0.2，0.3，0.4，0.5g 4种不同量的茶叶渣进行吸附实验，在室温条件下浸泡时间为2h. 实验结果列于下表13锌离子初始浓度和茶叶渣量对吸附率的影响 （结果分析） 1：加入0.2g茶叶渣 2：加入0.3g茶叶渣3：加入0.4g茶叶渣 4：加入0.5g茶叶渣从图可以看出，茶叶渣对锌离子有良好的吸附能力。在同浓度的情况下，所加的茶叶渣量越大，其吸附率呈递增的趋势，当浓度大于4g/mL时递增效果不甚明显；在加入的茶叶渣量相同时，吸附率随着锌离子初始浓度的增大而增大， 尤其在锌离子浓度为4.0g/mL左右时，吸附率达到最大。14 5 温度对锌离子吸附率的影响 配制2，3，

7、4，5g/mL 4种不同浓度的锌离子溶液50mL，在其中各加入0.6g的茶叶渣,分别在20、50和70温度下进行吸附实验。 实验结果列于下表：15温度对锌离子吸附率的影响（结果分析） 由图可以看出，茶叶渣对锌离子的吸附随着温度的升高而增大，说明吸附是吸热过程，温度升高对吸附有利，从而提高了吸附率。16结论 通过以上研究，得出以下结论：茶叶渣对锌离子的吸附速率较快，一个小时左右就能达到吸附平衡 同浓度时，吸附率随着所加茶叶渣量的增大而增加；同茶叶渣量时，吸附率随着金属离子初始浓度的上升而增大。pH和吸附效果密切相关，并存在最佳吸附。茶叶渣对锌离子的吸附在碱性条件下有最佳吸附效果，当pH控制在710时，吸附率均可达到90%以上。温度对茶叶渣吸附率的影响很大。在锌离子对茶叶渣的吸附过程中，吸附量随着温度的升高而增大，表明锌离子的吸附是吸热反应。17 茶叶渣对金属离子的吸附受到温度和酸度的影响，表现为化学吸附特性。在对茶叶渣进行红外分析中发现，茶叶中含有大量的茶多酚，茶多酚是茶叶中儿茶素类，黄酮类和酚酸类化合物的总称，茶多酚分子中带有多个活性羟基，是吸附活性中心，可使金属离子沉淀。此外，茶叶中还含有多种氨基酸，也能与金属离子发生沉淀、络合反应，从而使重金属离子富集。茶叶具