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摘要
为了揭示生物炭对不同重金属离子的吸附特征，以水葫芦为原料，热解得到水葫芦生物炭，并对水葫芦生物炭吸附Cu2+、Pb2+、Cd2+和Zn2+的动力学、等温学和吸附机理进行了研究。结果表明：准一级、准二级动力学模型均能很好地拟合水葫芦生物炭对Cu2+、Pb2+、Cd2+和Zn2+的吸附过程；结合颗粒内扩散模型，水葫芦生物炭对重金属离子的吸附主要发生在吸附初期，而在接近吸附平衡时，才开始由颗粒内扩散对吸附速率进行控制；Langmuir吸附模型能更好地拟合水葫芦生物炭吸附Pb2+、Cd2+和Zn2+的过程，而水葫芦生物炭对Cu2+的吸附过程则更符合Freundlich吸附模型；由Langmuir吸附模型拟合得到水葫芦生物炭对Cu2+、Pb2+、Cd2+和Zn2+的最大吸附容量(Qm)分别为177.66 mg/g、195.24 mg/g、142.59 mg/g和146.14 mg/g;通过对水葫芦生物炭吸附4种重金属离子前后的SEM-EDS、FTIR、XPS和XRD谱图和重金属离子特性的分析，揭示生物炭对重金属离子的吸附机理主要包括沉淀反应、静电吸附作用、表面物理吸附作用、表面络合作用和阳离子交换作用，而对于不同的重金属离子，因其特性不同，生物炭对其吸附能力也有所不同。
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单位建筑工程学院; 安徽工程大学
