氢氧化钠改性生物炭/凹凸棒石复合材料对铅、镉的吸附机理研究

摘要：

利用水稻秸秆与凹凸棒石在缺氧条件下热解制备稻秆生物炭/凹凸棒石复合材料(BA),并通过氢氧化钠改性提升其吸附性能.通过吸附动力学、等温吸附及改变初始pH等吸附试验研究复合材料在Cd、Pb 一元及二元污染体系中的吸附行为,并结合扫描电镜能谱(SEM-EDS)、比表面积及孔径分析(BET)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)及X射线光电子能谱分析(XPS)等表征手段深入分析改性后复合材料对溶液中重金属Cd、Pb的吸附机理.试验结果表明氢氧化钠改性复合材料(NBA)对Cd2+和Pb2+的吸附容量分别为117.05和274.65 mg·g-1,其去除效率比BA分别增加31.2％和51.7％.在二元金属体系中NBA吸附能力也明显优于BA,准二级动力学模型和Langmuir等温模型能更好地用于模拟吸附结果,表明该吸附主要为单分子化学吸附过程.此外,竞争吸附分析表明在Cd、Pb共存溶液中,与Cd2+相比,Pb2+更易被复合材料吸附.通过SEM-EDS、FTIR、XRD和XPS等表征方法确定了 NBA对Cd2+和Pb2+的吸附机制,主要包括其与表面含氧官能团的络合作用、与矿物质的沉淀作用及π-电子作用.综上,改性复合材料NBA在实际废水处理中是一种极具潜力的吸附剂.

关键词：生物炭、凹凸棒石、重金属、改性、机理

所属期刊栏目：40

分类号：X5(环境污染及其防治)

资助基金：国家重点研发计划;江苏省地质矿产勘查局科研项目

在线出版日期：2024-02-27（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：119-129