碱和磁复合改性小麦秸秆生物炭对水体中镉的吸附特性及机制

摘要：

通过对小麦秸秆生物炭(BC)进行碱和磁复合改性得到改性小麦秸秆生物炭(FKC),在SEM-EDS、BET、FT-IR、XRD和VSM等表征的基础上,研究了FKC对水中Cd2+的吸附特性及温度、pH值和投加量等对吸附特性的影响,探讨了碱和磁复合改性提高小麦秸秆生物炭吸附Cd2+性能的机制.结果表明,与BC相比,KFC结构疏松多孔,表面积增加了19.11倍,O—H、C—O、C—C等芳香族和含氧官能团数量增多,并且出现新的官能团Fe—O.FKC具有磁性,其磁化强度为8.43 emu·g-1,能够回收重复使用.FKC对Cd2+的吸附更符合准二级动力学和Langmuir等温吸附模型,表明其主要以化学吸附为主,FKC的理论最大平衡吸附量为23.44 mg·g-1,是BC的1.47倍.FKC对Cd2+的吸附是自发的吸热过程.在pH为2～8范围内,随pH的升高FKC的吸附能力逐渐提高.生物炭的投加量为10 g·L-1较好.经3次"吸附-解吸-再吸附"循环后,FKC对Cd2+的吸附量仍达到17.71 mg·g-1,表明其有良好的重复利用性.该研究结果可为碱和磁复合改性小麦秸杆生物炭应用于Cd污染废水处理提供理论指导.

关键词：生物炭(BC)、改性、镉(Cd)、吸附特性、回收利用

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分类号：X703(一般性问题)

资助基金：国家自然科学基金项目;江苏省研究生科研与实践创新计划项目;常州大学人才引进项目

在线出版日期：2020-08-13（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：3315-3325