热解温度对烟秆生物炭性状及其吸附Cd²⁺特性的影响

作者：何德飞; 黄玉芬; 李翔; 陈伟盛; 魏岚; 林启美; 刘忠珍; 刘鹏

来源：广东农业科学, 2023, 50(02): 76-86.

DOI：10.16768/j.issn.1004-874X.2023.02.009

• 烟秆
• 热解温度
• 生物炭
• Cd2+
• 吸附
• 应用潜力

【目的】我国烟草生产中产生的大量烟秆是一个亟待解决的问题，通过热解炭化技术处理制备成生物炭，并表征其理化特性，探求其吸附重金属Cd2+特性，从而为烟秆资源化利用需求途径提供数据支撑。【方法】以烟秆作为制备生物炭的原料，分别以300、400、500、600、700℃5个温度热解，通过多种表征技术手段、室内批量吸附试验和吸附动力学试验，研究热解温度、结构特性对Cd2+吸附的影响。【结果】不同温度热解烟秆生物炭的性状及对Cd2+吸附特征存在明显差异，热解温度从300℃提高到700℃时，pH从9.05增加到11.54;H、O、N含量及H/C、O/C及（O+N）/C的原子比例随热解温度的提高而降低，显现出高温热解的生物炭芳香结构更加复杂而稳定；低温烟秆生物炭的比表面积较大，但高温下表面孔隙结构更为发达。准二级动力学方程和颗粒内扩散方程能很好拟合不同温度烟秆生物炭对Cd2+的吸附过程，表明吸附是异质性化学吸附；高温热解烟秆对Cd2+吸附能力强，其表面丰富的孔隙结构可增强对Cd2+的吸附，其中T700对Cd2+的去除率高达99.01%；用Langmuir-Freundlich拟合，最大吸附量（Qm）为54.40～106.16 mg/g，其中700℃热解生物炭的Qm值最大，远高于稻草、小麦等农作物秸秆生物炭。【结论】不同温度热解制备的烟秆生物炭，对Cd2+具有较强吸附能力，具有修复环境Cd2+污染的应用潜力。

• 单位
  广东省农业科学院农业资源与环境研究所; 东莞理工学院; 建筑工程学院