改性生物炭对镉离子吸附性能研究.pdfVIP

第 39 卷第 1 期 武汉科技大学学报 Vol. 39 ,No. 1 2016 年 2 月 Journal of Wuhan University of Science and Technol嗨Y Feb.2016 改性生物炭对铺离子吸附性能研究 张越，林咖羽，刘沉，夏靖靖，童仕唐 (武汉科技大学化学工程与技术学院，湖北武汉.43008 1) 摘要:以废弃松木屑为原料采用热分解法制备生物炭，并以氨气、硝酸、硫化纳和涣水 4 种化学试剂分别对其 进行表面改性。采用 BET、 FTIR 和Bohem 滴定等技术对改性前后的生物炭进行表征，研究溶液 pH 值、初始 溶液 Cd2+浓度、吸附时间等因素对 Cd2+吸附特性的影响，并探讨改性生物炭的吸附机理。结果表明，改性生 物炭具有较大的比表面积、发达的孔结构和多种表面官能团;在一定范围内，随溶液 pH 值的增大、Cd2+浓度 2 2 十的吸附效果最 的升高、吸附时间的延长，改性生物炭对 Cd + 的去除率逐渐提高，其中氨气改性生物炭对 Cd pH 值为 6 、初始溶液 Cd2+浓度为 50 mg/L、生物炭加入量为 2 g/L、吸附时间为 6 h 时，氨气改性 优，在溶液 2 生物炭对 Cd + 的吸附容量可达 12.3 mg/g; 拟二级动力学方程和等温吸附模型均能较好地描述改性生物炭 对 Cd2+的吸附过程，其中氨气改性生物炭的 Langmuir 与 Freundlich 吸附常数最大。 关键词:生物炭p 松木屑;表面改性;锅离子;吸附特性 中图分类号:TQ424.1 文献标志码:A 文章编号:1674-3644(2016)01-0048-05 废弃松木屑为原料采用热分解法制备生物炭，并 随着我国工业迅速发展，越来越多含重金属 以氨气、硝酸、硫化铀和澳水 4 种化学试剂分别对 离子的工业废水排放不达标，对土壤和水体造成 了严重污染[IJ 。研究治理农田铺污染的有效技术 其进行表面改性。采用 BET、 FTIR 和 Bohem 滴 定等技术对改性前后的生物炭进行表征，研究溶 是我国十二五规划中优先扶持的项目之一。现 行方法主要有化学沉淀法、电解法、离子交换法、 液 pH 值、初始溶液 Cd2+浓度、吸附时间等因素 对 Cd2+吸附特性的影响，并探讨改性生物炭的吸 萃取法和反渗透法。生物炭在高温热解和炭化过 程中，因大多保留了原有生物质的孔隙和化学结 附机理，以期为工农业生物质废弃物材料的资源 构，使得炭化后形成丰富的微孔，具有较大的比表 高值化利用和铺污染治理提供参考。 面积、孔隙率和天然赋予的多种含氮、氧、硫化学 1 试验 官能团结构[2J 。因此，生物炭在解决重金属污染 的应用中比活性炭或其它吸附剂更具优势，尤其 1. 1 原料及试剂 在未来环境领域和农业领域会成为重要的潜在应 废弃松木屑取自某木材加工厂。 Cd2+储备 用者[3J 。生物炭的改性和应用成为当前研究