Au(Ⅲ)离子在黑曲霉菌上的吸附热力学和动力学特性

Abstract

以黑曲霉菌作为生物吸附剂,研究其对Au(Ⅲ)离子的吸附特性,考察了pH值、吸附时间、温度和初始Au(Ⅲ)离子浓度等因素对吸附过程的影响。结果表明,Au(Ⅲ)离子在黑曲霉菌上的吸附过程对溶液pH值具有一定的依赖性,最佳pH值为2.0～3.0。升温能明显加快吸附进程,20℃下吸附过程分为2个阶段进行,分别对应于Au(Ⅲ)离子还原前和还原后的吸附,24h后吸附趋于平衡,而30℃、40℃、60℃下吸附过程均无明显分段现象,并分别于12h、6h和1h后趋于吸附平衡。Au(Ⅲ)离子初始浓度367.94mg·L–1时,升温明显促进了吸附的进行。Au(Ⅲ)离子在黑曲霉菌上的吸附等温线可用Langmuir方程很好地模拟,20℃、30℃、40℃和50℃时其饱和吸附量分别为185.19mg·g–1、202.02mg·g–1、235.85mg·g–1和277.78mg·g–1。热力学参数吉布斯自由能变(0ΔG)、吸附焓变(0ΔH)和吸附熵变(0ΔS)的计算结果表明,Au(Ⅲ)离子在黑曲霉菌上的吸附过程是一个自发的吸热和熵增过程。其吸附动力学可用准二级速率方程描述,吸附活化能为55.71kJ·mol–1。傅立叶变换红外光谱分析的结果进一步揭示了菌体表面的酰氨基、羧基和羟基是参与吸附的主要功能基团