Chemiczna modyfikacja biosorbentów jako metoda zwiększania efektywności procesu biosorpcji cynku

Adsorbenty pochodzenia naturalnego, zwane biosorbentami, ze względu na niską cenę, łatwość pozyskiwania i brak właściwości toksycznych coraz powszechniej wykorzystywane są do usuwania metali ciężkich ze środowiska. W pracy analizowano możliwość chemicznego modyfikowania słomy, jako charakterystycznego dla Polski odpadu rolnego, w celu poprawy własności biosorbcyjnych, względem cynku. Stosowana w trakcie badań słoma jęczmienna była rozdrobniona do rozmiarów w zakresie 0,2-1,0 mm, a proces biosorpcji prowadzono dla wodnego roztworu cynku przy pH równym 5. Zastosowano dwie różne modyfikacje biosorbentu, tj. estryfikację przy pomocy metanolu oraz modyfikację kwasem cytrynowym w podwyższonej temperaturze. Uzyskane wyniki wskazują na wyraźną poprawę zdolności sorpcyjnych słomy poddanej modyfikacji z użyciem kwasu cytrynowego w porównaniu ze słomą niemodyfikowaną. W przypadku słomy modyfikowanej metanolem wykazano, że efektywność procesu biosorpcji cynku była nawet dwukrotnie niższa w stosunku do słomy niemodyfikowanej. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono także, że usunięcie metali następowało przede wszystkim na drodze adsorpcji jonowymiennej, poprzez uwalnianie do roztworu, z powierzchni słomy, jonów wapnia i magnezu.

Biosorbents are the natural origin adsorbents, which popularity in environmental engineering is steadily increasing due to their low price, ease of acquisition and lack of the toxic properties. Presented research aimed to analyse the possibility of chemical modification of the straw, which is a characteristic waste in the Polish agriculture, to improve its biosorption properties in respect to removal of selected metals from aqua solutions. Biosorbents used during the tests was a barley straw, that was shredded to a size in the range of 0.2-1.0 mm. The biosorption process was performed for aqueous solutions of zinc at a pH 5. Two different modifications of straw was analysed: esterification with methanol and modification using the citric acid at elevated temperature. The results, obtained during the research show a clear improvement in sorption capacity of the straw modified by the citric acid. In the case of straw modified with methanol it has been shown that the effectiveness of zinc biosorption process was even a twice lower with respect to the unmodified straw. Moreover it was concluded, that the removal of analysed metals was based mainly on the ion-exchange adsorption mechanism by releasing a calcium and magnesium ions from the straw surface to the solution.