專題成果發(fā)表指導(dǎo)教授：李依釗班級(jí)：四環(huán)四B專題組員：

曾德翰林九諭吳旻諭

鄭力偉陳建文陳冠廷許嘉晉不同前處理對(duì)水綿屬絲狀藻粉吸附的重金屬Cu2+之影響專題成果發(fā)表指導(dǎo)教授：李依釗不同前處理對(duì)水綿屬絲狀藻粉吸附的

目錄前言研究目的研究流程圖文獻(xiàn)回顧實(shí)驗(yàn)步驟及方法結(jié)果結(jié)論目錄前言前言

自打從工業(yè)科技發(fā)達(dá)後，臺(tái)灣工廠如雨後春筍，逐一的林立於臺(tái)灣本土，而這些工業(yè)產(chǎn)業(yè)，其生產(chǎn)過後所連帶生成的廢液與廢棄物，多含有汙染物質(zhì)，如:重金屬、染料色素、油漬、有毒物質(zhì)…….等，若將這些汙染物，堆放於土壤或排放於河川水源中，在日積月累下，對(duì)於生態(tài)環(huán)境就成了個(gè)威脅危害，對(duì)於生物來說更是一個(gè)潛在的危機(jī)，所以我們這次是針對(duì)被重金屬?zèng)@染的河川水源來做探討，目前雖有相當(dāng)多的方法可以去除廢水中的重金屬，但又要處理應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，故以水綿藻屬當(dāng)作吸附的材料來做為研究應(yīng)用，希望能藉由探討前人的實(shí)驗(yàn)方法經(jīng)驗(yàn)，再進(jìn)一步找出能提升前人所提供的方法之效能的方式，讓去除廢水中的重金屬之方法技術(shù)可以好再更好!前言自打從工業(yè)科技發(fā)達(dá)後，臺(tái)灣工廠如雨後春筍，逐研究目的本實(shí)驗(yàn)藻體取自臺(tái)灣中南部河川上游溪流中常見的大型絲狀藻剛毛藻及水綿藻，來進(jìn)行吸附水中重金屬銅Cu之研究。在固定條件下，如pH值及藻類劑量，探討吸附隨反應(yīng)時(shí)間之變化。研究目的本實(shí)驗(yàn)藻體取自臺(tái)灣中南部河川上游溪流中常見的大型絲狀研究流程圖研究流程圖文獻(xiàn)回顧基本介紹

大多數(shù)浮生在停滯的水中，用手摸會(huì)感覺黏黏滑滑的。於顯微鏡下，可見其細(xì)胞呈筒狀，相聯(lián)構(gòu)成不分枝的絲狀體。文獻(xiàn)回顧基本介紹

其特色為：位於細(xì)胞質(zhì)中的帶狀、螺旋排列的葉綠體。水綿的有性生殖–接合生殖（Conjugation），有梯狀接合（Scalariform）和側(cè)面接合（Lateral）兩種。前者為常見的有性生殖，有二條不同的絲狀體接合，；後者則由同一絲狀體的兩個(gè)鄰近細(xì)胞互相接合。

接合時(shí)，兩細(xì)胞壁、細(xì)胞膜漸行突出、延長，最後相接而形成接合管（Conjugatingtube）；繼之，一細(xì)胞中之原生質(zhì)經(jīng)接合管進(jìn)入另一細(xì)胞，並與之接合而形成接合子（Zygote）；接合子具厚壁，能抵抗不良環(huán)境。成熟之接合子會(huì)沉入水底，經(jīng)一段時(shí)期的休眠後，可萌發(fā)為新的植物體。上者為水綿側(cè)面接合；下者水綿梯形接合上者為水綿側(cè)面接合；下者水綿梯形接合生長特性水綿是一種普遍生活在淡水里的真核多細(xì)胞藻類，因體內(nèi)含有1-16條帶狀、螺旋形的葉綠體，所以呈現(xiàn)綠色。世界上大概有超過400種水綿，它們的寬度大概在10-100μm之間，長度最長可達(dá)數(shù)厘米。

大多生於乾淨(jìng)且高鹼度硬度較高的水體中，一年的生長季中在五月中到六月的上旬是產(chǎn)量最大的時(shí)期。夏季生長的水綿絲狀的細(xì)胞寬大於50μm。

水綿的生長推測應(yīng)該與氣候條件有關(guān)，其中一個(gè)影響繁殖的條件是氮，氮的耗盡促使水綿屬或其他淡水藻類的繁殖。生長特性吸附理論

吸附(Adsorption)是利用吸附劑(Adsorbent)的吸附容量將溶液中之吸附質(zhì)(Adsorbate)結(jié)合於吸附劑表面的現(xiàn)象。

吸附作用可以區(qū)分為物理性吸附(PhysicalAdsorption)及化學(xué)性吸附(ChemicalAdsorption)。物理性吸附其吸附能小於10Kcal/mole，主要的親和作用力為凡得瓦力(VanderWaals)，當(dāng)溶液中溶質(zhì)與吸附劑間的吸引力大於溶質(zhì)與溶劑間之吸引力時(shí)，溶質(zhì)即被吸附於吸附劑上，為一種可逆反應(yīng)?；瘜W(xué)性吸附的吸附能大於10Kcal/mole，其親和作用力是利用吸附質(zhì)與吸附劑之活性位置間所形成的化學(xué)鍵結(jié)，是一種不可逆現(xiàn)象，化學(xué)性吸附較少被用在環(huán)境工程上。吸附理論吸附模式

Freundlich等溫吸附式Langmuir等溫吸附式BET吸附模式吸附模式

Freundlich等溫吸附式

Freundlich等溫吸附式x/m=X=KCe1/n

x=被吸附溶質(zhì)的質(zhì)量，mgm=吸附劑質(zhì)量，gX=單位質(zhì)量吸附劑所吸附的溶質(zhì)質(zhì)量，mg/g。

Ce=達(dá)平衡時(shí)，溶液中溶質(zhì)的濃度，mg/mL。

K,n=吸附常數(shù)K,n值可以利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果加以求得，其方法如下：

在全對(duì)數(shù)座標(biāo)紙上，y軸代表單位質(zhì)量吸附劑所吸附之質(zhì)量濃度(X)，x軸代表平衡濃度Ce，將各實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪至於圖上，則各點(diǎn)所連接起來的等溫吸附曲線應(yīng)為一直線，其斜率為1/n，截距為log(K)?；蛘呤菍⒌葴匚绞絻啥巳?duì)數(shù)得log(X)=logK+(1/n)logCe，在直角座標(biāo)圖上，以log(X)對(duì)log(Ce)做圖，得到斜率為1/n，截距為log(K)。在Freundlich等溫吸附式中，當(dāng)Ce=Co時(shí)，n值與x/m值愈大，則愈適用於吸附劑的吸附，以活性碳而言其x/m值一般在0.2~0.8mgCOD/mg活性碳。Freundlich等溫吸附式x/m=X=KCe1/nLangmuir等溫吸附式吸附劑上有許多吸附活性位置(ActivateSite)，且每一個(gè)活性位置均可以吸附一吸附質(zhì)分子。

每個(gè)吸附活性位置對(duì)吸附分子的親和作用力均相同。

當(dāng)吸附質(zhì)分子吸附於一活性位置上便不再行脫附，且不會(huì)影響到另一吸附質(zhì)分子的吸附行為。吸附劑的最大吸附容量為每一活性位置均吸附了單一層的吸附質(zhì)分子。常用於單層的吸附現(xiàn)象x/m=X=(aKCe)/(1+KCe)式中a=吸附飽和時(shí)，被吸附物質(zhì)量與吸附劑之比K=實(shí)驗(yàn)常數(shù)

a,K值可以利用下列方法求得：

將上式之左、右兩邊各取倒數(shù)得1/X=1/aKCe+1/a，以1/X對(duì)1/Ce作圖，可以得到一直線，直線的斜率為1/aK，截距為1/a。Langmuir等溫吸附式吸附劑上有許多吸附活性位置(AcBET吸附模式吸附劑可以吸附超過一層的吸附壁。並且每一層的吸附能力均相同，且每一層的吸附行為可以用Langmuir’s等溫吸附式加以說明。x/m=axmce/(Cs-C){1+(a-1)Ce/Cs}xm=單層最大吸附量

Cs=污染物在水中的飽和濃度

a=BET吸附常數(shù)

BET吸附模式吸附劑可以吸附超過一層的吸附壁。並且每一層的實(shí)驗(yàn)步驟及方法

實(shí)驗(yàn)步驟及方法

實(shí)驗(yàn)步驟及方法實(shí)驗(yàn)步驟及方法實(shí)驗(yàn)步驟及方法重金屬吸附實(shí)驗(yàn):

以配製濃度為1000mg/L之Cu2+溶液備用實(shí)驗(yàn)步驟-

實(shí)驗(yàn)過程中使用250ml錐形瓶在室溫下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)反應(yīng)。取四種吸附不同藥劑醋酸(CH3COOH)、鹽酸(HCl)、氫氧化鈉(NaOH)、硝酸(HNO3)的藻粉與150ppmCu2+溶液200ml放置旋轉(zhuǎn)攪拌器上攪拌，，反應(yīng)時(shí)間60分鐘，反應(yīng)後使用1μm的玻璃纖維濾膜過濾，過濾後之溶液進(jìn)行原子吸收光譜儀檢測其Cu2+溶液中剩餘濃度，而過濾後的藻粉以紅外線光譜儀來分析官能基的變化。

實(shí)驗(yàn)步驟及方法重金屬吸附實(shí)驗(yàn):結(jié)果不同前處理對(duì)水綿藻粉吸附Cu2+影響不同前處理對(duì)水綿藻粉吸附Cu2+溶液之吸附結(jié)果結(jié)果不同前處理對(duì)水綿藻粉吸附Cu2+影響結(jié)果吸光度濃度(mg/L)去除率(%)NAOH0.228114.3823.75HCL0.247123.6717.55HNO30.214107.5328.31CH3COOH0.221110.9526.03結(jié)果吸光度濃度(mg/L)去除率(%)NAOH0.22811水綿藻吸附Cu2+前之FTIR圖譜，如圖1所示，其官能基之波峰位置為N-H基(3398.31cm-1)，CH2基(2927.80cm-1)，AmideIN-H基(1551.48cm-1)及多醣體(1134.11cm-1)等，發(fā)現(xiàn)官能基的波峰強(qiáng)度略為減弱。水綿藻吸附Cu2+後之FTIR圖譜，如圖2所示，從圖譜判斷其本實(shí)驗(yàn)應(yīng)為物理吸附。結(jié)果水綿藻吸附Cu2+前之FTIR圖譜，如圖1所示，其官能基之波圖1.水綿藻吸附重金屬Cu2+前圖1.水綿藻吸附重金屬Cu2+前圖2.水綿藻吸附重金屬Cu2+後圖2.水綿藻吸附重金屬Cu2+後結(jié)論HNO3的前處理方式對(duì)於水綿藻粉吸附水中重金屬溶液效果為最好，其去除率為28.31%相較於其它重金屬溶液，銅離子的吸附效果比其它溶液來得好。實(shí)驗(yàn)結(jié)果得知水綿藻對(duì)於去除水中銅離子的效果是好的。結(jié)論HNO3的前處理方式對(duì)於水綿藻粉吸附水中重金屬溶液效果為參考文獻(xiàn)黃世俊，(2009)水綿屬及剛毛藻屬大型絲狀藻對(duì)重金屬(Cu2+)吸附比較之研究，碩士論文，崑山科技大學(xué)環(huán)境工程系。黃景義、王明仁、方炳勳、李柏緯、黃億祥、張軒誠、溫建均，(2011)剛毛藻與水綿藻對(duì)水中重金屬鉻(Cr3+)吸附之比較，學(xué)生專題報(bào)告，崑山科技大學(xué)環(huán)境工程系。施郁庭，(2007)臺(tái)灣南部河川上游水綿屬與剛毛藻屬之分怖及其生長環(huán)境因子探究，碩士論文，國立成功大學(xué)環(huán)境工程系。/wiki/%E6%B0%B4%E7%B6%BF水綿藻屬-維基百科。SuryaKantMehta,JaiPrakashGaur，(2001)CharacterizationandoptimizationofNiandCusorptionfromaqueoussolutionbyChlorellaulgaris，LaboratoryofAlgalBiology,DepartmentofBotany,BanarasHinduUniersity,EcologicalEngineering18(2001)1–13。/wiki/%E5%90%B8%E9%99%84吸附-維基百科。/view/144641.htm