老化作用对水稻秸秆生物炭吸附Cd（Ⅱ）能力的影响 - 环境化学.PDF

第３５卷　 第 １１期 环　 境　 化　 学 Ｖｏｌ． ３５，Ｎｏ． １１ ２０１６年　 　 １１月 ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬ ＣＨＥＭＩＳＴＲＹ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ ２０１６ ＤＯＩ：１０．７５２４／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５４⁃６１０８．２０１６．１１．２０１６０３１６０１ 陈昱，梁媛，郑章琪，等．老化作用对水稻秸秆生物炭吸附Ｃｄ（Ⅱ）能力的影响［Ｊ］．环境化学，２０１６，３５（１１）：２３３７⁃２３４３． ＣＨＥＮ Ｙｕ，ＬＩＡＮＧ Ｙｕａｎ，ＺＨＥＮＧ Ｚｈａｎｇｑｉ，ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ａｇｅｉｎｇ ｏｎ Ｃｄ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ａｂｉｌｉｔｙ ｂｙ ｒｉｃｅ⁃ｓｔｒａｗ ｄｅｒｉｖｅｄ ｂｉｏｃｈａｒ［Ｊ］．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１６，３５（１１）：２３３７⁃２３４３． 老化作用对水稻秸秆生物炭吸附Ｃｄ（Ⅱ）能力的影响∗ ∗∗ 陈　 昱　 梁　 媛 　 郑章琪　 施维林 （苏州科技大学环境科学与工程学院，苏州，２１５０１１） 摘　 要　 环境变化使生物炭材料发生老化作用，老化后的生物炭是否仍具有较强的吸附能力是评价生物炭对 Ｃｄ修复的长期稳定性的重要指标．本文采用自然老化（Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ ａｇｉｎｇ，ＳＰＯＮ），冻融循环老化（Ｆｒｅｅｚｅ⁃ｔｈａｗ ｃｙｃｌｅｓａｇｉｎｇ，ＦＴＣ）和高温老化（Ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｇｉｎｇ，ＨＴ）的方法对水稻秸秆生物炭进行２个月的人工加速老 化，运用扫描电镜（ＳＥＭ⁃ＥＤＳ）、元素分析仪、傅里叶红外光谱分析仪（ＦＴＩＲ）研究老化作用对秸秆生物炭材料 的影响，再通过等温吸附实验研究生物炭老化前后对Ｃｄ 吸附性能特征的变化．结果表明，老化作用使生物炭 材料局部发生破碎，增加了生物炭表面Ｏ／ Ｃ 比．老化作用显著影响秸秆生物炭表面的官能团，降低了生物炭表 ≡ 面—ＯＨ的数量，增加了Ｃ Ｏ、—ＣＯＯＨ和Ｓｉ—Ｏ—Ｓｉ 的数量，出现了Ｃ Ｃ键，可为Ｃｄ提供更多的吸附位 点．等温吸附试验进一步证明了老化后的生物炭提高了对 Ｃｄ（Ⅱ）的吸附性能．与生物炭原样相比，冻融循环 －１ 老化、高温老化、自然老化使生物炭的Ｃｄ最大吸附量分别达到了２６．４９、３３．３０、２３．４０ ｍｇ·ｇ ，增加了２７．８％， ６０．７％，１２．９％．本研究表明老化作用改变了生物炭材料的表观结构和官能团，增强了对Ｃｄ（Ⅱ）的吸附能力，因 此生物炭对Ｃｄ 的修复具有一定的长期稳定性． 关键词　 生物炭，老化，表面性质，镉，吸附． Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ａｇｅｉｎｇ ｏｎ Ｃｄ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ａｂｉｌｉｔｙ ｂｙ ｒｉｃｅ⁃ｓｔｒａｗ ｄｅｒｉｖｅｄ ｂｉｏｃｈａｒ ∗∗ ＣＨＥＮ Ｙｕ　 　 ＬＩＡＮＧ Ｙｕａｎ 　 　 ＺＨＥＮＧＺｈａｎｇｑｉ　 　 ＳＨＩ Ｗｅｉｌｉｎ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｕｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｕｚｈｏｕ，２１５０１１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ａｇｅｄ ｂｉｏｃｈａｒ ｆｏｒ Ｃｄ ｉｓ ａ ｋｅｙ ｆａｃｔｏｒ ｏｆ ａｓｓｅｓｓｉｎｇ ｔｈｅ ｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍ