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摘要
为克服湿法制备磁性生物炭颗粒时团聚严重、固液分离困难、热解前需消耗大量能源脱水干化的问题，本研究以市政污泥为原料，通过无溶剂法热解制备了磁性污泥基生物炭(MSBC-2)，并利用SEM、FTIR、XPS、VMS和Raman等方法对产物的表面结构与特征进行了表征。基于序批实验，分析了pH、温度、背景离子强度、生物炭投加量对该吸附材料的Pb2+吸附性能的影响，并进行了吸附动力学、吸附等温线及吸附热力学研究。结果表明：MSBC-2的Pb2+去除率随pH及温度的升高而升高，pH>4后去除率基本不变，离子强度对Pb2+去除率基本无影响。MSBC-2对Pb2+的吸附行为符合准二级动力学模型及Langmuir模型，表明吸附过程的限速步骤为化学反应，吸附为单分子层吸附；MSBC-2的反应速率常数k2是未改性生物炭的4.1倍，25℃时最大理论吸附容量为113.36 mg·g-1，高于大多数湿法制备的磁性生物炭；该吸附过程非自发、吸热且熵增过程；MSBC-2对Pb2+的吸附机理主要包括表面络合、离子交换和物理吸附。
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