碱和磁复合改性小麦秸秆生物炭对水体中镉的吸附特性及机制

作者：崔志文; 任艳芳^*; 王伟; 张黎明; 张陆云; 王曦玥; 何俊瑜^*

来源：环境科学, 2020, 41(07): 3315-3325.

DOI：10.13227/j.hjkx.201912025

• 生物炭(BC)
• 改性
• 镉(Cd)
• 吸附特性
• 回收利用

通过对小麦秸秆生物炭(BC)进行碱和磁复合改性得到改性小麦秸秆生物炭(FKC),在SEM-EDS、 BET、 FT-IR、 XRD和VSM等表征的基础上,研究了FKC对水中Cd2+的吸附特性及温度、pH值和投加量等对吸附特性的影响,探讨了碱和磁复合改性提高小麦秸秆生物炭吸附Cd2+性能的机制.结果表明,与BC相比,KFC结构疏松多孔,表面积增加了19.11倍,O—H、■等芳香族和含氧官能团数量增多,并且出现新的官能团Fe—O. FKC具有磁性,其磁化强度为8.43 emu·g-1,能够回收重复使用. FKC对Cd2+的吸附更符合准二级动力学和Langmuir等温吸附模型,表明其主要以化学吸附为主,FKC的理论最大平衡吸附量为23.44mg·g-1,是BC的1.47倍. FKC对Cd2+的吸附是自发的吸热过程.在pH为2～8范围内,随pH的升高FKC的吸附能力逐渐提高.生物炭的投加量为10 g·L-1较好.经3次"吸附-解吸-再吸附"循环后,FKC对Cd2+的吸附量仍达到17.71mg·g-1,表明其有良好的重复利用性.该研究结果可为碱和磁复合改性小麦秸杆生物炭应用于Cd污染废水处理提供理论指导.

• 单位
  贵州大学; 常州大学