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甲壳类动物壳是由几丁质、蛋白质和无机矿物如碳酸钙以方解石形式组成的生物矿化结构 。 它们的高碳酸钙含量使甲壳类动物的外壳具有高度的刚性 ， 这通过由与蛋白质交织并组装成纤维的几丁质原纤维形成的分层结构得到增强 。 甲壳类动物是人类和动物的主要食物来源 。 常见的甲壳类动物包括虾、龙虾和螃蟹 ， 估计年产量为800万吨 。 最有价值的成分是肉类 ， 尽管海鲜行业在加工过程中通常会填埋的外骨骼可能具有价值 ， 尽管一小部分用于提取甲壳素 。 甲壳类动物壳凭借其成分在工业中具有不同的潜在应用 。
作为一个整体 ， 甲壳类动物壳 ， 特别是蟹壳 ， 已被用作动物饲料 ， 以及用于去除生物体内的有机化合物 。 水、阴离子金属物质、和重金属离子 。 关于虾和龙虾壳 ， 它们的应用数据很少 ， 铅锌镉 ， 而介铜 ， 铬 ， 二介钴、五介砷和银离子已使用纯蟹壳从水中成功去除 。 蟹壳颗粒已被用于从水溶液中去除铅 。 结果表明 ， 在5.5和11之间的最佳pH值下 ， 吸附容量为1300mg/g 。 在类似条件下 ， 研究了离子强度效应、接触时间和蟹壳剂量 。 结果表明 ， 在接触2小时后 ， 约99%的铅从铅水溶液中去除 。 在另一项研究中 ， 与阳离子交换树脂、沸石和活性炭相比 ， 蟹壳对水中的铅、镉、铜和铬的吸收能力更高 。
【?甲壳类动物壳和生物吸附组件】
相同的蟹壳物种被用于重金属r去除水溶液中的混合重金属离子 。 对所有重金属离子的等摩尔溶液进行了单系统、二元和三元系统的测试 ， 铬和铅的吸附量比镉大 。 对于二元系统 ， 铅的去除不受其他重金属离子的影响 ， 而铬则受到铅和镉的严重抑制 。 蟹壳中的每个成分都可能在重金属离子螯合过程中发挥作用；因此 ， 每一种成分的去除都会影响最终的吸附剂性能 。 因为与铜、锌和镉相比 ， 铅最容易螯合 ， 因此对这种重金属的研究更为普遍 。 当通过酸从蟹壳中去除矿物质时 ， 铅去除量减少 ， 而碱处理没有显着改变任何结果 。
然而 ， 如果去除碳酸钙 ， 金属离子的吸附能力会显着下降 。 以类似的方式 ， 使用不含碳酸钙的蟹壳去除五介砷 。 与其他研究不同 ， 砷主要与甲壳素结构中的胺基相互作用 ， 而对于其他金属 ， 碳酸钙对水体修复的影响要大得多 。 需要强调的是 ， 对于本研究中使用的蟹壳物种 ， 几丁质含量约为53% ， 而其他物种的几丁质含量约为15-20% 。 类似的研究也报道了铅和锌的去除 。 纯虾壳作为重金属离子去除的研究很少 。
由于虾壳的几丁质含量较高 ， 与其他甲壳类物种 ， 如蟹壳相比 ， 使用几丁质的研究更为常见或从虾中提取的壳聚糖 。 虾壳已被用于染料、重金属和氟化物的生物吸附；虾头已用于去除镍 。 然而 ， 虾壳的使用已针对甲壳素的优化和提取 。 出于这个原因 ， 通常发现虾壳和蟹壳作为一个整体使用了生物质 ， 但经过更深入的发现 ， 吸附剂要么是几丁质 ， 要么是其纯度较低的形式 。 即使研究了甲壳类动物壳在水处理中的应用 ， 也很少有人努力改进或解释重金属离子吸附背后的机制 。
在研究人员进行的研究中 ， 虾壳被用于从制革废水中去除三介铬 。 发现未经改性或未经预处理的虾壳可去除99%的铬 。 关于铬去除的机理解释 ， 没有可用的研究 。 然而 ， 从等温线和动力学分析得出的结论是 ， 弱吸附位点和强吸附位点都在去除中起作用 。
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