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摘要
选用山竹壳为原料，在100～500℃条件下慢速热解和KOH、K2FeO4改性制得改性山竹壳生物炭，用于水中Ni(Ⅱ)的吸附和机理研究。XPS、FTIR、BET等表征手段表明：改性后的山竹壳生物炭表面出现了丰富的孔状结构，比表面积高达13.1 m2/g,有利于对Ni(Ⅱ)的吸收。—OH、C—C、CO、C—O等官能团含量显著改变，促进了离子交换过程，有利于生物炭对重金属的吸附。改性后的山竹壳生物炭对Ni(Ⅱ)的吸附量从9.71 mg/g显著上升至75.91 mg/g。吸附量的上升可能是由于Ni(Ⅱ)与改性生物炭表面的金属阳离子发生了离子交换，部分Ni(Ⅱ)与改性山竹壳炭表面的—OH、—COOH等官能团发生了反应，并以络合物或沉淀的形式存在。改性生物炭吸附Ni(Ⅱ)的动力学符合拟二级动力学方程，该吸附过程主要以化学吸附为主。同时，改性生物炭在六次吸附-脱附循环试验后对Ni(Ⅱ)的吸附量仍高达19.18 mg/g,与其他生物炭吸附量对比，证明了该改性山竹壳炭具有良好的重复使用性能。改性山竹壳生物炭炭被认为是一种有效处理废水中Ni(Ⅱ)的吸附剂，该改性以及生物炭的制备方法为后续水中污染物吸附提供了新的见解和方向。
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单位山东高速股份有限公司; 南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）; 中国科学院广州能源研究所
