《表4 未改性和改性后香蕉皮吸附Cd2+前后元素组成分析》

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《香蕉皮改性材料对废水中二价Cd离子的吸附特性与机理》

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香蕉皮改性前后及改性香蕉皮吸附Cd2+后的表面元素组成见表4。对比改性前后香蕉皮的元素组成可知，改性后，C的相对含量提高，H和O的相对含量降低，这使得材料的H/C由0.158降低到0.102，而O/C比由0.731降低至0.469。H/C值降低，表明香蕉皮改性后芳香性增强，结构变得更稳强[46]，而O/C值降低说明改性后材料极性下降[47]。这些改变有利于材料在水中保持稳定的形态，有利于Cd2+的吸附。另一方面，改性后，K相对含量降低了4.38个百分点，而Na的相对含量从0增加至1.55%，推测在改性过程中，NaOH电离出的Na+进入了材料内部，取代了香蕉皮中的K和部分游离H。从离子交换的角度分析，Na+的交换势低于K+和H+[48]，因此，该过程有利于Cd2+通过离子交换被材料吸附。而吸附Cd2+后，未改性香蕉皮和改性后的香蕉皮Cd2+相对含量分别从0增加至3.65%，和8.03%，证实Cd2+确实被两种材料吸附，也表明改性后的香蕉皮对Cd2+的吸附能力有所提高。此外，未改性的香蕉皮在吸附Cd2+后，K含量从4.9%降低到2.93%，同时H/C由0.158降低到0.141，这可以解释为吸附过程中，Cd2+与香蕉皮中的K和H发生了交换作用。而改性后的香蕉皮在吸附Cd2+后，K和Na的相对含量均降至0，这说明在吸附过程，材料中的K、Na等金属元素中与Cd2+发生了离子交换，同时，H/C比和O/C变化幅度不大，说明其他元素成分变化不大，暗示了离子交换是吸附的主要方式。对比可知，未改性的香蕉皮K元素交换不彻底，这是因为改性前，大量多糖物质和可溶性纤维覆盖在材料表面，阻碍了Cd2+与材料充分接触。而改性后的香蕉皮，在去除表面覆盖物后，内部结构开放外露，使得离子交换彻底完成，因此，改性有利于香蕉皮对Cd2+的吸附。