生物吸附剂的预处理方法
刘珂 封鉴秋
(郑州大学 郑州 450001)
化 学 工 业
摘 要；生物吸附荆指某些具有吸附度水中重金属污染物和有机污染物的生物体及其人工削备的衍生物。对于一种吸附剂的吸附特性 ，
比如它的吸附能力，曩煦通过物理处理或化学修怖方法来改善或改变。本文介绍了目前国内外解嚏重金属污染所用的生物吸附法中的生
物吸附荆的预处理方法研 究现状。
关键词：生物吸附剂 预处理 现状
中圈分类号：06 文献标识码；A 文章编号：1674—098X(2009)12(a)-0106—01
1生物吸附剂的物理预处理方法
1．1热处理
热处理分为三种 ，水浴 保温、煮沸和高
压锅蒸煮。Raziya Nadeem曾用这三种方法
来预 处理甘蔗废渣 吸附Pb“，吸附能 力比
起未处理前稍有升高⋯。热处理使吸附能力
稍微升高的原因是：煮沸和高压锅蒸煮可
以移去生物吸附剂表面的矿物质元素，空
出可吸附位点；水浴保温作用_在于让少量
的有机组织分解 ，暴露出多一点的可吸附
位 点。
1．2碎裂处理
无论经过何种预处理的生物体，在吸
附前 均要经过碎 裂处理 ，这是 因为随着粒
径的减小 ，比表面增大 ，为金属离子提 供了
更多的吸附位点 ，吸附效果越好 ，吸附离子
的速度越快，达到平衡的时间越短，吸附量
越大。尹平河等将大型海藻粉碎为直径为
300～600 m的颗粒 ，用于吸附重金属废水
中的Cu”，Pb ，Dd”，使得吸附效率大大提
高【21。
1．3固定化处理
生物吸附剂单独使用时，存在尺度小，
密度低，机械强度差，固液分离难等劣势，
把生物体固定化以后就可以克服这些缺
点，而且用作固定的基质也可以使用具有
潜在重金属吸附能力的废弃物，从而达到
双重吸附能力。通常固定化生物吸附剂的
方法可大致分为吸附法 ，共价结合法，交联
法和 包埋法等四大类 。
Muhammad Iqbal将一种霉菌B1固定在
多孔的木瓜树木头B2中，这种木头是一个
高度多孔的纤维基质，具有吸附重金属的
能力。固定化霉菌IHB对Ni 的吸附比单独
的霉菌和木头的吸附能力高出104．3％和
57．68％。吸附达到平衡的时间与单独使用
这种吸附剂的平衡时间一样，都为1h【3】。国
内董新姣，朱聪的研究表明以一定比例混
合的海藻酸钠一明胶包埋的枝孢霉小球对
Pb 具有最佳吸附效果【4】
2化学方法预处理
2．1酸碱处理
酸性 处理可以用一定浓度 的HCl，
HNO ，CH，O，等溶液来处理目标生物吸附
剂，在常温，水浴，煮沸或高压锅蒸煮一段时
间，后用去离子水清洗至中性，干燥，磨碎备
用 。用酸性溶液处理 后吸附能 力的增加 ，可
能是因为增加了生物体的比表面和多孔性，
也可能是导致了生物表面质子化，使更多的
H+与重金 属离子进行 离子交换 ，使生物吸
附剂的吸附能力增强。Zhexian Xuan将用乙
醇脱色后的桔皮用不同浓度及温度的柠檬
酸处理后，吸附能力均有增加，当柠檬酸的
浓度达到0．6M时，可以用来为纤维素引入羧
基基团，这些附加的羧基基团将会对金属离
子的吸附起到积极 的作用【5】。
碱处理方法是最普遍的预处理方法，
多用一定浓 度的NaOH，NaHCO ，洗涤剂
(水溶液呈弱碱性)等溶液，经加热沸腾或高
压锅蒸煮或水浴保温一定时间后，用去离
子水反复冲洗至中性 ，干燥，磨碎后使用。
强碱处理可以去除一些对吸附无多大贡献
的蛋白质，脂类，使被隐藏的吸附位点暴露
出来，并可以对壳聚糖进行脱乙酰化作用
成为对吸附有利的去乙酰化壳聚糖 ，而且
残余在生物体上的OH—i以阻止溶液中的
H 与金属离子竞争吸附位点。刘振南讨论
了不同条件下甲壳糖吸附溶液中的重金属
离子Zn、Ag、Pb、Cd的吸附情况。实验结果
表明 ，甲壳糖能较好 的吸附重金属离子 ，而
未经处理的甲壳质不溶于稀酸、稀碱和有
机溶剂 ，应用范 围受到限制 。
2．2中性无机盐处理
常用钠盐和钙盐来作为中性盐预处理
生物吸附剂，可以增加吸附剂对重金属阳离
子的吸附能力。H ti seyin Yazlcl将欧夏至草
叶子用NaC1，CaCI 处理后，用来吸附Cu”，
分别使吸附剂的平衡吸附量增加了31．38％
和26．69％ ，用钠盐和钙 盐预 处理生物体 目
的在于用Na ，Ca 来替换与绑定位点结合
的氢离子，它们会比H+更易被重金属阳离
子替换掉，而且这种预处理可以阻止pH降
低给生物吸附带来的负面影响[71。
2．3氧化剂处理
用氧化剂处理吸附剂的目的是为了把
潜在的吸附位点氧化为有吸附能力的羧基
基团，除此之外 ，还可以使被隐藏在细胞壁
内部的吸附位点暴露出来。
Nat a Ha Chubar将NaCIO和NaIO，以不
同的浓度和温度处理软木屑。用NaCIO预处
理的浓度和时间的升高可以轻微的增加其
吸附能 力 ，而据实验 可知 ，最有利 的是
NaCIO预处理在室温下进行。同时发现在室
l 06 科技创新导报 Science and Technology innovation Herald
温下增加NaClO的浓度和反应时间，可以
大大的增加吸附能力。
2．4其它有机溶液处理
甲基溴化铵 ，聚乙烯等阳离子离子表
面活性剂可以使霉菌细胞壁上的氨基和亚
氨基基团增加 ，有利于生物吸附。Deepa用
甲基溴化铵，聚乙烯，丙酮，甲醛等处理黑
曲霉，吸附重铬酸根(Cr，0 一)实验证明吸附
重铬酸根依赖于预处理的方法，比起简单
的用高压锅加热处理的黑曲霉，其它这些
预 处理方法 均增加 了吸 附能 力。丙 酮预处
理轻微的增加了吸附能力，因为除去了生
物表面的蛋白质和脂，暴露出吸附位点。
3结语
对生 物 吸 附剂 经 过 物理 化 学预 处 理
后 ，对某 些重金属 的吸附能 力增加 。但是 ，
并非所有的预处理对吸附都是有利的，也
有使吸附能力降低甚至失去的现象。这由
吸附剂本身物理化学性质，预处理方法，以
及被吸附离子本身的性质这三方面来决
定 。
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