棉花秸秆生物炭对水中硫酸根离子的吸附特性

摘要：

以棉花秸秆生物炭(BCS)为吸附剂,研究了BCS的吸附动力学、热力学特性以及制备温度、投加量和溶液pH等因素对BCS吸附SO2-的影响.结果表明,制备温度为500℃的BCS(BCS500)比300℃的BCS(BCS300)更有利于SO42-的吸附去除;在20 mL溶液中,BCS500的投加量为0.1000 g时,对SO42-的吸附去除最为理想,升高溶液pH值会减小BCS500对SO2-的吸附量.动力学拟合表明准二级动力学方程比准一级动力学方程和Elovich方程能更好地描述吸附过程,所得吸附平衡时间为6h.颗粒内扩散模型拟合发现BCS吸附SO42-分为表面吸附和颗粒内扩散两个过程.相比于其他等温吸附方程,Langmuir方程能更好地描述BCS500对SO42-的吸附行为,由Langmuir方程拟合所得BCS500的理论最大吸附量(52.13 mg·g-1)比BCS300的理论最大吸附量(31.46 mg·g-1)大.而计算所得热力学参数,如吉布斯自由能变△Gm＜0,焓变△Hm＜0和熵变△Sm＞0,表明BCS500对SO42-的吸附是一个自发、吸热且熵增加的过程;在25、35、45℃时,△Gm分别为-9.61、-12.50、-13.96 kJ· mol-1,介于-20-0 kJ· mol-1之间,且反应为吸热反应,表明BCS500吸附SO42-主要以物理吸附为主.

关键词：棉花秸秆、生物炭、硫酸根离子、吸附、动力学、热力学

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分类号：S81;S31

资助基金：国家自然科学基金21467013,21167007;甘肃省自然科学基金1508RJZA095;兰州交通大学科技支撑基金ZC2012002;金川公司预研基金JCYY2013016;高等学校博士学科点专项科研基金20136204110003资助.Supported by the National Natural Science Foundation of China21467013,21167007;the National Natural Science Foundation of Gansu1508RJZA095;the Science and Technology Support Funded Project of Lanzhou Jiaotong UniversityZC2012002;the Pre-research Funded Project of Jinchuan CompanyJCYY2013016;the Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education Project20136204110003

在线出版日期：2018-01-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：2488-2497