3种新型改性玉米秸秆生物炭对Cd2+吸附特性的比较

作者：陈欣洁; 叶燕清; 杨浙湘; 黄兴洲; 周曦; 张温尔; 李荭荭^*

来源：安徽农业大学学报, 2023, 50(06): 1006-1012.

DOI：10.13610/j.cnki.1672-352x.20231215.023

• 巯基改性生物炭
• 铁改性生物炭
• 微纳米含氮生物炭
• 镉
• 吸附行为

为比较3种新型改性生物炭对溶液中镉(Cd)的吸附行为，以玉米秸秆生物炭为原料，制备巯基改性生物炭(S-BC)、铁改性生物炭(Fe-BC)和氮掺杂生物炭(N-BC)，分析改性前后生物炭的元素组成、比表面积、表面官能团等性质的变化，通过系统的吸附试验，比较3种改性生物炭对Cd的吸附性能和作用机理。结果表明：与未改性生物炭(BC)相比，N-BC和Fe-BC比表面积分别增加了6.3和9.0倍，总孔体积分别增加了2.68和4.08倍。S-BC因改性后表面光滑，使得生物炭比表面积减小，但其表面官能团变化明显，S-BC在2 977 cm-1处出现新的吸收峰对应脂肪族(C-H)的伸缩振动，而且在1 089 cm-1、1 044 cm-1位置出现双特征吸收峰。3种生物炭对Cd2+的吸附主要为化学吸附过程为主，且Langmuir吸附等温线模型所拟合的热力学吸附优于Freundlich吸附等温模型，推测N-BC、Fe-BC、S-BC 3种生物炭对Cd2+的吸附过程为单分子层物理吸附。通过Langmuir模型计算可以得到几种生物炭对Cd2+最大吸附量表现为Fe-BC (69.11 mg·g-1)>N-BC (61.92 mg·g-1)>S-BC (53.85 mg·g-1)>BC (40.34 mg·g-1)。

• 单位
  福建农林大学; 闽南师范大学