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针对酸性矿山废水(acid mine drainage, AMD)中的Cu2+、Zn2+含量高,褐煤吸附能力有限等问题,以褐煤为原材料,采用球红假单胞菌对褐煤进行改性制备微生物改性褐煤,探究褐煤和微生物改性褐煤对AMD中Cu2+、Zn2+的吸附特性和吸附稳定性。同时,利用SEM、BET和FTIR等手段,揭示褐煤、微生物改性褐煤对Cu2+、Zn2+的吸附机理。结果表明,与褐煤相比,微生物改性褐煤对Cu2+、Zn2+的吸附去除率均提高15%以上;且微生物改性褐煤对Cu2+、Zn2+的吸附饱和容量分别为22.625 mg·g-1和21.825 mg·g-1,较原褐煤分别提高了20.66%和19.92%;脱附试验表明,褐煤及改性褐煤对金属离子的吸附具有较高的稳定性。褐煤、微生物改性褐煤对Cu2+和Zn2+的吸附均符合准二级动力学模型,说明吸附过程为化学吸附,主要为离子交换作用;褐煤及改性褐煤吸附Cu2+、Zn2+的等温吸附线均符合Langmuir模型,吸附符合单分子层吸附过程。由SEM、BET和FTIR测试可知,褐煤经球红假单胞菌改性后表面结构遭到破坏,比表面积大大增加,部分官能团溶解导致褐煤表面孔隙增加;同时,褐煤分子结构与羟基之间的化学键、褐煤分子结构中的C-C键和C=O键断裂,芳环的侧链、一些烷烃和烯烃的支链断裂,从而产生较小的羟基类、羧基类和醇基类等小分子有机物,-OH、-COOH等含氧官能团大量增加,吸附点位增多,提高了褐煤的吸附能力。
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