微波制备碱木质素生物炭对Zn2+的吸附性能及机理

作者：陈龙; 李凯; 涂智; 周羽; 张继龙; 弭宝彬; 武芳芳^*

来源：环境工程, 2023, 41(08): 100-108.

DOI：10.13205/j.hjgc.202308013

• 碱木质素
• 生物炭
• 2+" name="keyword">Zn2+
• 吸附
• 机理定量分析

碱木质素是造纸工业的主要副产品。为探索碱木质素资源化利用的可行途径，以碱木质素为原料，在微波热解条件下制备得到生物炭，并研究了生物炭对水体中Zn2+的吸附性能和吸附机理。结果表明：在炭化温度为400℃,投加量为0.4 g/L,Zn2+初始浓度为200 mg/L,pH为5的吸附条件下，碱木质素生物炭对Zn2+的平衡吸附量达到313.7～326.7 mg/g,为最佳吸附效果；准二级动力学模型和Langmuir模型能更好地拟合碱木质素生物炭对Zn2+的吸附过程，说明生物炭的吸附速率受化学吸附机制的控制，且由Langmuir模型拟合得到生物炭对Zn2+的最大吸附量(qm)为371.3～412.3 mg/g;吸附机理研究表明，碱木质素生物炭对Zn2+的吸附机理包括矿物共沉淀作用、DOM吸附作用、表面络合作用(含氧官能团络合和Zn2+-π配位作用)和离子交换作用。此外，生物炭吸附机理量化分析结果表明，矿物共沉淀和表面络合作用对生物炭吸附量的贡献分别为81.8%～85.6%和7.6%～9.9%。

• 单位
  中机国际工程设计研究院有限责任公司; 湖南省农业科学院; 湖南农业大学