假单胞菌属吸附剂对Pb²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺的吸附动力学和热力学的研究

摘要

[目的]研究假单胞菌属（Pseudomonas）吸附剂对Pb²⁺、Cd²⁺和Zn²⁺污染的吸附性能，为其他重金属污染处理技术的应用潜力评估提供参考依据。[方法]基于研究前期从污染土壤中分离和鉴定的一株假单胞菌，将其制备成菌体干粉吸附剂。基于单因素试验与多模型（动力学模型、4个平衡吸附模型及热力学参数）的综合分析方法来研究假单胞菌吸附剂对Pb²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺的吸附动力学和吸附热力学的影响。[结果]假单胞菌吸附剂对Pb²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺的吸附动力学均符合准二级动力学模型（R²>0.96），同时契合Freundlish和Langmuir等温吸附模型，符合程度都达到0.94以上。吸附热力学表明，Pb²⁺吸附过程自发（ΔG<0），且在308 K时吸附效率最高。Cd²⁺需外部条件（ΔG>0），非自发吸附。Zn²⁺吸附自发性随温度变化，303 K以上自发（ΔG<0）,303 K以下需外部驱动。吸热过程：ΔH>0(Pb²⁺、Cd²⁺在≤308 K,Zn²⁺在≤313 K)，升高温度可促进吸附。熵增效应：ΔS>0(Pb²⁺、Cd²⁺在≤308 K,Zn²⁺在≤313 K)，表明吸附导致固-液界面紊乱度增加。[结论]假单胞菌吸附剂在Pb²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺污染治理中展现出高效、低耗的优势，其热力学与动力学特性为工艺优化提供了理论依据。

关键词

菌体干粉吸附剂 / 热力学 / 动力学 / Pb²⁺ / Cd²⁺ / Zn²⁺