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摘要
为了获得对镉离子(Cd2+)具有高吸附性能的水稻秸秆生物炭,研究了热解温度、停留时间、升温速率和反应气氛对生物炭特性的影响。以CO2-N2为反应气氛,确定了混合气氛中CO2的比例以及与CO2-N2气氛相匹配的整套热解工艺参数。通过pH、红外光谱(FTIR)和比表面积(BET)等表征手段并结合吸附实验确定了生物炭的性质。结果表明,向反应气氛中添加CO2可使得生物炭具有良好的多孔结构,同时在其表面引入了较多含氧官能团。综合考虑Cd2+的去除率、生物炭产率和成本等影响因素,最终确定了最合理的CO2比率为0.5,与该CO2-N2气氛相匹配的其他参数分别为热解温度800℃、停留时间1 h、升温速率10℃·min-1。在该最佳热解工艺下制备的生物炭,对初始浓度为250 mg·L-1的Cd2+溶液去除率高达96.6%,表明该方法能将农业废弃生物质转化为高附加值产品,并用于处理废水中的Cd。
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