玉米秸秆生物炭对水溶液中Th(Ⅳ)的吸附性能

作者：王彦隽; 赵婷婷; 王维大

来源：安全与环境学报, 2020, 20(06): 2375-2382.

DOI：10.13637/j.issn.1009-6094.2019.1436

• 环境工程学
• 钍
• 生物炭
• 吸附
• 热力学
• 动力学

以玉米秸秆为原料,采用厌氧热解法制备生物炭,并采用SEM、EDS、FTIR分析手段对生物炭的物理化学性能进行表征。通过静态吸附试验考察生物炭对水溶液中Th(IV)的吸附行为,并从动力学和热力学方面对吸附过程进行分析,对吸附机理进行探讨。结果表明,随热解温度升高,BC平均孔径不断增大,孔体积和比表面积也相应增加,且芳香化程度和稳定性增强,有利于其吸附Th(IV)。红外分析显示,C—C、C O、C C、C—H等基团为BC700吸附Th(IV)过程中的主要吸附位点。当p H值为4、投加量为1.75 g/L时,BC700对Th(IV)的去除率达到最高,为99.79%;BC700对Th(IV)的吸附动力学过程符合准二级动力学模型且吸附过程受颗粒内扩散控制;此外,Freundlich方程能更好地描述等温吸附行为,并且最大吸附容量为20.21 mg/g,。热力学研究表明,吸附吉布斯自由能ΔG0<0,而焓变(ΔH0)>0,表明BC700对Th(Ⅳ)的吸附是自发吸热过程,吸附温度升高有利于钍的吸附。生物炭具有较好的重复利用性能。因此,生物炭是一种高效的钍吸附剂,可用于含钍废水的处理和钍污染土壤的修复。

• 单位
  内蒙古科技大学; 内蒙古农业大学