玉米秸秆生物炭对Cd(Ⅱ)的吸附机理研究

【摘要】：以玉米秸秆为原料,在350℃和700℃热解温度下分别制备了两种生物炭(BC350和BC700),并对其理化性质进行了表征。在700℃下制备的生物炭芳构化程度更高,疏水性更强,比表面积更大,孔结构发育更加完全。研究Cd(Ⅱ)在两种生物炭上的吸附发现,Two-site Langmuir吸附等温模型比One-site Langmuir吸附等温模型能更好描述Cd(Ⅱ)在生物炭表面的吸附。BC700对Cd(Ⅱ)的吸附容量大于BC350,解吸率远小于BC350,吸附效果更好;离子交换和阳离子-π作用两种吸附机理同时存在并共同作用,前者分别占BC350和BC700总吸附容量的13.7%和1.1%,后者分别占86.3%和98.9%,阳离子-π作用是最主要的吸附机理。红外光谱FTIR分析表明,生物炭表面的含氧官能团和π共轭芳香结构分别提供不同机理的吸附位点。由于具有更多的离子交换位点,BC350对Cd(Ⅱ)吸附受pH影响较BC700更大。 【作者单位】： 南开大学环境科学与工程学院 环境污染过程与基准教育部重点实验室;
【关键词】： 生物炭 镉 吸附 离子交换 阳离子-π作用
【基金】：国家大学生创新性实验计划(101005534) 中央高校基本科研业务费专项基金 日本Asia Pacific Network on Global Change项目(RUSD2010-02NMY(C)-Sun)
【分类号】：X703
【正文快照】： 生物炭是生物质(如植物秸秆和动物粪便等)在完全或部分缺氧情况下经热解产生的高度芳构化的碳质材料[1-2]。因其富含碳素、孔隙结构发达、比表面积大和离子交换量高等独特的物理化学性质,生物炭在固定大气碳素[3],修复受污染土壤[4]、固持营养元素[5-6]及提高作物产量[7-8]等

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