高锰酸钾改性铁泥生物炭对镉砷的吸附特性

作者：陈天来; 廖长君; 黎秋君; 张新英^*; 谢沛羲; 刘娟娟

来源：环境科学与技术, 2023, 46(05): 192-200.

DOI：10.19672/j.cnki.1003-6504.0050.23.338

• 铁泥
• 零价铁
• 生物炭
• 镉和砷
• 吸附机理

该文以铁泥（IS）为原料、高锰酸钾为改性剂，采用浸渍-热解法制备负载锰氧化物的新型零价铁生物炭（FMBC）。以Cd(Ⅱ)、As(Ⅲ)为目标污染物，通过批量吸附实验考察了pH、吸附时间和初始浓度对FMBC吸附效果的影响，结合XPS、FTIR、XRD等表征探究其吸附机理。结果表明，FMBC表面粗糙、孔隙结构及官能团丰富，零价铁和铁锰氧化物是FMBC的主要晶相。随着溶液初始pH的升高（2～6）,FMBC对Cd(Ⅱ)的吸附率逐渐增加，p H<6时，As(Ⅲ)的吸附率变化不大。FMBC对Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的吸附过程均以非均质的化学吸附为主，吸附Cd(Ⅱ)以多层吸附为主，吸附As(Ⅲ)以单层吸附为主，同时也存在不均匀表面的多层吸附。Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的理论最大吸附量分别为95.34 mg/g和116.83 mg/g，较改性前提高了15.9%和39.18%。Cd(Ⅱ)主要通过共沉淀、络合反应、离子交换、氧化还原和阳离子-π作用吸附在FMBC上，As(Ⅲ)主要通过氧化还原、络合作用和离子交换被FMBC吸附。研究成果可为铁泥的资源化利用及Cd(Ⅱ)、As(Ⅲ)污染的处理提供科学依据和技术支持。

• 单位
  南宁师范大学; 广西博世科环保科技股份有限公司