木质垃圾与废铁泥制备Fe0-BC材料及其对水中Cr(Ⅵ)的去除行为

摘要：

含铬废水的直接排放会对自然环境造成严重危害.为探究零价铁-生物炭材料(Fe0-BC)与Cr(Ⅵ)的反应效能,以木质垃圾与印染行业废铁泥两种亟需处理的固体废物作为原料,在不同温度下通过碳热还原制备Fe0-BC,并将其应用于水中Cr(Ⅵ)的去除.材料表征结果表明,1200℃下制备的Fe0-BC材料(Fe0-BC-1200)性能最佳,其比表面积为105.6 m3/g,孔径为6.23 nm,物相主要由Fe0、Cu0、C以及少量杂质构成,其中Fe0以球状的颗粒形式分散附着在碳的孔结构中,且大小均匀,粒度基本达到纳米级.通过静态试验考察了Fe0-BC材料对Cr(Ⅵ)的去除过程,发现Fe0-BC-1200对Cr(Ⅵ)的去除效果最好,在初始浓度为20 mg/L、初始pH为3.5、投加量为2.5 g/L的条件下,Cr(Ⅵ)的去除率达到95.2％.Cr(Ⅵ)的去除过程符合准二级反应动力学过程和Langmuir等温吸附模型(R2>0.99),最大吸附量为10.71 mg/g.Cr(Ⅵ)的去除是包含吸附、还原以及络合沉淀等共同作用的结果,此外,Cu0的存在有利于催化Fe0的氧化,从而促进Cr(Ⅵ)的去除.研究显示,利用固体废物制备的Fe0-BC材料成本低且对于含Cr(Ⅵ)废水的解毒效果显著,是实现"以废治废"的环境治理新思路.

关键词：木质垃圾、废铁泥、碳热还原、零价铁-生物炭材料、Cr(Ⅵ)

所属期刊栏目：36

分类号：X705(一般性问题)

资助基金：国家重点研发计划;国家重点研发计划

在线出版日期：2023-05-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：995-1005