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摘要
为研究氧化老化过程对生物炭性质及其对镉(Cd2+)吸附能力的影响及机制,以过氧化氢(H2O2)化学氧化方法模拟稻壳生物炭在自然环境中的氧化老化过程,通过等温吸附试验研究氧化老化过程对生物炭吸附Cd2+能力的影响,运用扫描电镜和能谱分析(SEM-EDS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和13C核磁共振技术探究氧化老化过程中生物炭对Cd2+的吸附机制。结果表明:氧化老化过程中生物炭的元素组成和比表面积变化不明显,但含氧基团增多,芳香性增强。老化前后生物炭对Cd2+的吸附均符合准二级动力学模型,但氧化老化过程抑制了稻壳生物炭对Cd2+的吸附能力,在298 K时,Langmuir预测Cd2+在生物炭上的最大吸附量分别为未老化生物炭(BC,21.48 mg·g-1)>氧化老化1次生物炭(OBC1,15.07 mg·g-1)>氧化老化2次生物炭(OBC2,7.56 mg·g-1)>氧化老化3次生物炭(OBC3,7.51 mg·g-1)。生物炭吸附Cd2+的机理主要有表面络合作用、阳离子-π作用和离子交换作用,氧化老化后碱金属元素的变化抑制了表面吸附作用。
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