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由2個方程的擬合結果可以看出, 2個方程擬合的效果均不理想, 但Langmuir等溫吸附模型比Freundlich等溫吸附模型擬合的可決系數高, 即用Langmuir方程模擬的效果較好, 表明粗多糖對Pb2+吸附為單層吸附.

 結果表明, 海洋硅藻相比于其它生物吸附劑和海洋大型藻類具更的Pb2+吸附性能, 從混合海洋硅藻中提取的粗多糖是關鍵的吸附活性物質, 其糖表面有活性基團, 有較強的電負性, 與Pb2+發生表面絡合、離子交換、靜電吸附等作用.因此, 濃堿-凍融法提取的粗多糖樣品具備作為一種Pb2+吸附劑的潛力.

　　3.3.5 粗多糖中有效吸附組分分析

　　可去除混合液中絕大部分的蛋白質雜質, 本文考察了去除蛋白質和小分子雜質前后粗多糖對Pb2+的吸附性能, 結果如圖 9所示.結果表明, 蛋白質雜質去除與否對該粗多糖吸附Pb2+不產生明顯影響(圖 9a);而透析后得到的藻水混合液的顏色變淡, 去除絕大部分小分子雜質(如植物色素、無機離子及糖類)后, 得到的粗多糖樣品對Pb2+的吸附明顯下降(圖 9b), 對Pb2+去除率由95.08%下降到21.62%, 但吸附容量仍保持在200 mg·g-1的水平.這說明粗多糖中小分子多糖對Pb2+的吸附具有一定貢獻, 但起主要貢獻的是粗多糖樣品中的低聚寡糖等小分子或無機鹽雜質.
 

　　1) 濃堿(40 mg·mL-1 NaOH)輔助凍融、加熱等提取方法中, 濃堿-凍融法的粗多糖得率為33.14%, 粗多糖含糖量高, 為31.65%(480 nm)和27.27%(490 nm), 蛋白質含量為6.44%, 基含量為3.23%.吸附動力學分析

　　偽一級動力模型(式(5))與偽二級動力模型(式(6))是兩種常用的吸附動力學模型(Singh et al., 2010).偽一級動力模型假設吸附位點的占據速率與未被占據的吸附位點的數量成正比, 偽二級動力模型假設吸附位點的占據速率與未被占據的吸附位點的數量的平方成正比.

式中, qe、qt分別為吸附平衡及t時刻的吸附量(mg·g-1);t為吸附時間(min);K1為偽一級吸附速率常數(min-1);K2為偽二級吸附速率常數(g·mg-1·min-1).

　　將ln (qe-qt)對t和t/qt對t數據點分別采用偽一級吸附模型和偽二級吸附模型進行線性擬合, 結果見圖 6和表 2.根據偽二級動力學模型計算的Pb2+平衡吸附容量更接近實驗值, 說明偽二級動力模型更適于描述本研究中硅藻粗多糖對Pb2+的吸附動力學過程.

吸附等溫分析

　　初始濃度可以提供金屬離子克服水溶液與固體物質傳質阻力的動力, 因此, 初始濃度對吸附具有一定的影響.實驗中分別設置Pb2+初始濃度為100、200、400、800、1000 mg·L-1, 考察不同的反應初始濃度對溶液中Pb2+吸附的影響, 結果如圖 7所示.在相同反應條件下, 隨Pb2+初始濃度的增大, 粗多糖對Pb2+的吸附量逐漸增大, 當初始濃度為400 mg·L-1時達到大值, 但去除率逐漸降低(Ofer et al., 2003).由于投加相同量的粗多糖, Pb2+初始濃度越大, 與吸附劑接觸的機率越大, 吸附劑對Pb2+的吸附量就越大.當初始濃度升高至一定濃度時, 吸附量不再發生明顯變化, 這是由于吸附劑表面已接近吸附飽和狀態.可用于判別吸附過程的難易程度;Ce為達到吸附平衡時溶液中的吸附質濃度(mg·L-1);qe為對應于平衡濃度Ce時的吸附量(mg·g-1);KF為Freundlich常數;n為經驗常數, 一般來說, n值大于1, 當n值介于2~10之間時表示吸附反應容易進行.

金屬離子的吸附能力不同.不同重金屬離子之間吸附容量存在差異主要是由重金屬離子的不同性質(電負性、共價指數、原子質量、原子數、有效核電荷等)所導致.

　　當pH較低時, 硅藻細胞壁中的雜多糖中的一些氨基、羧基基團被質子化(Andrade et al., 2005), 阻礙了Pb2+向細胞壁的靠近, pH值越低其阻力越大, 因此, 對Pb2+的吸附量越低.隨著pH值升高, 溶液中出現更多的吸附基團, 吸附劑表面帶負電, 有利于Pb2+的接近并吸附在細胞表面上(D?nmez et al., 1999;Aksu, 2001).pH對吸附的影響可進一步解釋為H3O+與重金屬離子之間的競爭吸附作用, 在pH較低時, H3O+占據了細胞表面的吸附位點, 隨pH的升高, H3O+吸附位點的能力降低, 帶正電荷的重金屬會占據細胞表面的吸附位點, 因此, 吸附重金屬的能力增加.當pH值過高, 金屬離子在水中被各種陰離子包圍, 形成負電基團, 不易被吸附.當溶液pH值超過金屬離子微沉淀的上*, 在溶液中的大量金屬離子會以氫氧化物微粒的形式存在, 從而吸附過程無法進行.微藻類粗多糖吸附重金屬的佳pH范圍通常在4~5之間(Feng et al., 2004).