王璐
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赵保卫
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马锋锋
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许仁智
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李烨炜
环境化学
doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2016.07.2015121103
为了探究来源于本地农业废弃物的生物炭对区域重金属污染黄土吸附固定化修复的可行性,本文采用批量平衡实验法,研究了马铃薯秸秆生物炭、黄土和生物炭与黄土混合物(加炭黄土)吸附重金属Cd(Ⅱ)的性能,考察了吸附时间、初始Cd(Ⅱ)浓度和溶液pH值对吸附过程的影响,并利用红外光谱、X,射线衍射分析等方法对吸附前后的生物炭和黄土分别进行表征.结果表明,生物炭、黄土、加炭黄土对Cd(Ⅱ)的吸附等温模式符合Langmuir模型,在25℃下的最大吸附量分别为15.60、7.87、12.40 mg·g-1,吸附动力学数据满足准二级动力学方程,溶液初始pH值对Cd(Ⅱ)的吸附过程影响较大,2＜pH＜4和6＜pH＜8时,吸附量增加速率很快,而4＜pH＜6时,吸附量平缓上升.表征结果说明离子交换和阳离子-π作用为生物炭对Cd(Ⅱ)的主要吸附机制,而黄土对Cd(Ⅱ)的吸附主要归因于石英、高岭石等黏土矿物以及有机质中的羧基基团.对比动力学和等温吸附数据可得,在实验研究范围内,生物炭的添加使黄土对Cd(Ⅱ)的吸附能力分别提高了41.50％和49.94％.因此,在一定条件下,生物炭的输入可有效提高黄土对Cd(Ⅱ)的吸附固定化能力.
关键词:
黄土
,
生物炭
,
吸附
,
cd(Ⅱ)
马锋锋
,
赵保卫
环境化学
doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2017.04.2016080701
以玉米芯为原料制备玉米芯生物炭(CCBC),探讨其对水中对硝基苯酚(PNP)的吸附特性,同时运用扫描电镜、傅里叶红外光谱、比表面积仪和元素分析对生物炭的理化性质进行表征,考察了溶液pH值和生物炭投加量对CCBC吸附PNP的影响.结果表明,在溶液pH值在2.0-11.0范围内,随着溶液pH值的升高,CCBC对PNP的吸附量持续减小,最佳溶液pH值应在2.0-7.0范围内.CCBC对PNP的吸附在4h时达到平衡,Elovich模型可以很好地拟合动力学数据,且颗粒内扩散不是唯一的控速步骤.吸附等温线符合Sips模型(R2＞0.98),最大吸附量为64.11 mg·g-1.热力学结果表明,CCBC对PNP的吸附是一个自发的吸热过程.PNP在CCBC上的吸附机制包括分配作用和表面吸附作用,且以表面吸附作用为主.
关键词:
生物炭
,
玉米芯
,
吸附
,
对硝基苯酚
,
水处理
赵保卫
,
石夏颖
,
马锋锋
环境化学
doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2016.02.2015082003
以胡麻、油菜的秸秆和油渣热解制得的4种生物炭为吸附剂,以批平衡吸附实验研究了Cr(Ⅵ)-Cu(Ⅱ)混合溶液体系中两种金属的吸附作用,考察吸附时间和初始金属浓度对吸附作用的影响,并与单一吸附体系对比,分析了可能的交互作用机制.发现混合体系中生物炭对Cr(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)的吸附动力学和热力学规律与单一金属体系下相似,但生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附量较单一Cr(Ⅵ)体系略有增加但不显著,而Cu(Ⅱ)的吸附量较单一 Cu(Ⅱ)体系明显增大.表明两种金属在4种生物炭上的吸附存在交互作用,为协同吸附作用.交互作用的主要机制是两种金属离子间正负电荷的静电引力作用.
关键词:
生物炭
,
胡麻
,
油菜
,
Cr(Ⅵ)
,
Cu(Ⅱ)
,
吸附
,
交互作用
