改性生物炭的表征特性及其對(duì)Cr(Ⅵ)的吸附性能研究.pdf

1、生物炭是指在厭氧或缺氧條件下，由農(nóng)林廢棄生物質(zhì)高溫?zé)峤庵苽涞囊活?lèi)富碳物質(zhì)，是一種潛在的廣適性經(jīng)濟(jì)型水體重金屬污染吸附劑。為了進(jìn)一步優(yōu)化生物炭的理化性質(zhì)和表面構(gòu)造，提升生物炭的吸附性能，本研究對(duì)生物炭進(jìn)行改性修飾處理，采用甘蔗渣為生物炭原料，六水合硝酸鋅為改性修飾物質(zhì)，制備改性生物炭納米復(fù)合吸附劑用于去除水溶液中的Cr(Ⅵ)離子。
　　一種改性修飾技術(shù)被用來(lái)合成以甘蔗渣為原材料的鋅-生物炭納米復(fù)合材料，改性后的新型吸附劑(Zn-bi

2、ochar)對(duì)六價(jià)鉻的去除效率是改性前(pristine biochar)的1.2-2.0倍。采用傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜(FTIR)、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)、比表面積和孔徑分析(BET)、X射線(xiàn)光電子能譜(XPS)等技術(shù)分析了改性材料的物理和化學(xué)特征。
　　本研究設(shè)計(jì)了批量實(shí)驗(yàn)探索改性生物炭的特性以及對(duì)六價(jià)鉻的吸附性能。結(jié)果表明，吸附動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)符合二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，吸附等溫線(xiàn)數(shù)據(jù)滿(mǎn)足Freundlich模型。熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)分析表明改

3、性生物炭對(duì)水溶液中六價(jià)鉻的吸附過(guò)程是自發(fā)進(jìn)行的吸熱反應(yīng)，其吸附機(jī)理主要包括靜電吸附和絡(luò)合作用。pH=2.0時(shí)（最適宜的初始pH值），Zn-biochar對(duì)六價(jià)鉻的吸附量達(dá)到最大，為102.66 mg g-1。
　　選取常見(jiàn)鹽類(lèi)物質(zhì)氯化鈉(NaCl)，初步討論了離子濃度對(duì)吸附劑性能的影響。設(shè)計(jì)了解析實(shí)驗(yàn)，研究吸附劑的回收重用效率。結(jié)果表明，低濃度的氯化鈉(0.001、0.005mol L-1)能促進(jìn)生物炭對(duì)六價(jià)鉻的吸附，高濃度的氯化