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摘要
以柚子皮为原材料,磷酸和醋酸为反应介质,通过水热炭化法制备水热炭,探索了酸种类和酸浓度对水热炭表面性质,以及Pb2+、Cr6+、Cd2+、Cu2+等4种重金属离子和亚甲基蓝吸附性能的影响,并利用光谱分析法对柚子皮水热炭的各项性能进行了表征与分析.结果表明,在不同的酸反应介质下所获得的炭微球尺寸大小有较大的差异,材料颗粒的大小与其吸附性能存在较为密切的关系,颗粒越小吸附性能越强.两种酸反应介质条件下获得的水热炭对4种重金属离子都具有一定的吸附效果,其中以磷酸为反应介质处理后的水热炭材料对Pb2+的吸附效果最好,其最高吸附量为20.11 mg·g-1,最高吸附率为20.13%;而以醋酸为反应介质处理后的水热炭材料对Cr6+的吸附效果最好,其最高吸附量为19.38 mg·g-1,最高吸附率为18.53%.所用酸种类对其表面活性官能团的种类也具有重要影响,与醋酸条件下制备的柚子皮水热炭相比,磷酸条件下制备的水热炭具有丰富的醚键,采用浓度为60%的磷酸所制备的柚子皮水热炭对亚甲基蓝吸附效果最好,其吸附量为56.30 mg·g-1,吸附率高达92.87%.由此可见,不同种类的酸以及酸的浓度均能改善柚子皮水热炭表面性状以及对重金属和亚甲基蓝的吸附性能,这为生产上制备新型的水热炭吸附材料处理工业和农业污水、资源化利用柚子皮生活垃圾提供了科学依据.
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