三种改性小麦秸秆生物炭表征及其对Cu2+的吸附性能

摘要：

为研究改性生物炭在水溶液中对Cu2+的吸附性能,利用硅酸钠溶液、氯化镁溶液、过氧化氢溶液制备了 3 种不同改性小麦秸秆生物炭,通过使用扫描电镜-X 射线能量色散光谱(scanning electron microscopy combined with energy dispersive X-ray spectroscopy,SEM-EDS)和傅里叶红外光谱(Fourier infrared spectroscopy,FTIR)等技术对改性前后的生物炭进行表征分析,探究其表面形貌、官能团等性质变化.硅酸钠改性生物炭(sodium silicate modified biochar,SBC)的比表面积与孔容最大,分别为43.69 m2/g、5.30 cm3/g,比未改性生物炭(biochar,BC)(6.02 m2/g、1.40 cm3/g)分别增加了 6.25、2.79 倍.由SEM-EDS结果表明,改性生物炭均出现C元素质量分数下降、O元素质量分数增加的现象,其中,SBC的C元素和O元素质量分数变化最大,且SBC和氯化镁改性生物炭(magnesium chloride modified biochar,MBC)上负载了大量含Si和Mg的颗粒.FTIR结果表明,改性处理均能增强官能团的峰值,硅酸钠改性增强程度最大.另外,过氧化氢改性生物炭(hydrogen peroxide modified biochar,HBC)、BC、MBC 和SBC对Cu2+的吸附动力学过程更符合准一级动力学模型,BC、MBC、SBC对Cu2+的等温吸附过程更符合Langmuir模型,HBC对Cu2+的等温吸附过程更符合Freundlich模型.分析吸附模型参数可知,改性生物炭MBC、SBC和HBC中,SBC对Cu2+的吸附能力更强,其理论吸附量可以达到230.20 mg/g,该结果可为改性生物炭对Cu2+污染水体的治理提供理论依据.

关键词：生物炭、化学改性、表征技术、吸附特性、铜离子

所属期刊栏目：39

分类号：S21(农业动力、农村能源)

资助基金：海南省自然科学基金项目;中央级公益性科研院所基本科研业务费专项;海南省重大科技专项

在线出版日期：2023-07-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：222-230