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蚕丝被废弃物(蚕茧)生物炭对重金属Cd~(2+)的吸附性能研究

计海洋  汪玉瑛  吕豪豪  刘玉学  何莉莉  杨瑞芹  杨生茂  
【摘要】:本研究以蚕丝被废弃物(蚕茧)为原料,在300、500以及700℃高温缺氧条件下热解炭化制备成三种生物炭。利用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、X-射线衍射仪(XRD)、比表面积分析仪(BET)等对其理化性质进行表征,并研究了不同温度下制备的三种生物炭对溶液中Cd~(2+)的吸附特性。结果表明:随着炭化温度的上升,BET比表面积、p H值、灰分均增大,生物炭表面越来越不规则。XRD显示不同温度下制得的蚕丝被废弃物生物炭中含有一定量的方解石,傅里叶红外光谱图上的峰主要为-OH和方解石典型的吸收峰;p H对三种生物炭吸附Cd~(2+)的影响不大;Langmuir方程能更好地拟合三种生物炭对Cd~(2+)的吸附等温过程,其最大吸附量分别为25.61、52.41和91.07 mg·g~(-1)。三种生物炭对Cd~(2+)吸附过程均符合准二级动力学方程。不同炭化温度的三种生物炭相比较,BC700制备的生物炭对Cd~(2+)的吸附效果更佳。进一步研究离子浓度及阳离子共存对BC700吸附Cd~(2+)的影响,结果显示:Na Cl浓度越高,对Cd~(2+)的吸附抑制越明显;共存阳离子中,Ca~(2+)对Cd~(2+)的吸附影响最大。因此,蚕丝被废弃物(蚕茧)生物炭在水体中Cd~(2+)污染的修复治理中具有潜在的应用价值。

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