铁改性生物质炭对水体中硝态氮的吸附特性

作者：华露露; 黄显怀; 钱婧^*; 王坤

来源：中国给水排水, 2022, 38(19): 61-68.

DOI：10.19853/j.zgjsps.1000-4602.2022.19.010

• 生物质炭
• 铁
• 改性
• 硝态氮
• 吸附

为提高生物质炭对水体中硝态氮(NO3--N)的吸附潜力，在高温限氧条件(600℃)制备花生壳基生物质炭的基础上，利用铁(Fe3+)对其进行金属负载改性，通过批量吸附试验探讨其对NO3--N的吸附机制。结果表明，改性生物质炭(FeHBC)在铁炭质量比为0.672时的吸附效果最好，改性后对NO3--N的吸附能力得到显著提升(P<0.05)，与未改性生物质炭(HBC)相比提高了近16倍；准二级动力学方程(R2=0.986)能较好地拟合FeHBC对NO3--N的吸附动力学过程，其吸附行为更加符合Freundlich等温吸附模型(R2=0.994)，热力学参数ΔG<0、ΔH>0、ΔS>0，表明FeHBC对NO3--N是自发的吸热过程，反应的自发性随温度升高而增大；酸性环境更有利于FeHBC对NO3--N的吸附。除此之外，还结合扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射光谱(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、零电荷点(pHPZC)等表征手段对其吸附机制进行深入分析。结果表明，FeHBC形成的多微孔粗糙颗粒表面为其提供了更多的吸附位点，吸附过程可能主要受Fe3+与含氧官能团络合沉淀反应的影响，与未改性相比其正电性增强，这一局部微结构的变化为提高生物质炭的吸附性能提供了理论支撑。

• 单位
  安徽建筑大学