花生壳生物炭对硝态氮的吸附机制研究

摘要：

以花生壳为原料，300℃热解条件下制得生物炭。通过批量平衡吸附试验，结合吸附前后 FTIR、XPS 图谱表征分析探索硝态氮（NO-3-N）在生物炭表面的吸附机制。结果表明，生物炭对 NO-3-N 的吸附显著受溶液 pH 值影响，当 pH﹤6时有利于吸附的进行。随溶液初始 NO-3-N 浓度增加，生物炭对其吸附量逐渐增加，在初始浓度800 mg·L-1的吸附体系中，最大吸附量达40 mg·g-1， Freundlich 方程可较好地拟合（R2=0.975）生物炭对 NO-3-N 等温吸附过程，吸附为非均一的多分子层吸附；生物炭对 NO-3-N 的吸附可在30 min 达到平衡，伪二级动力学方程能够较好地描述吸附动力学过程，表明吸附以化学吸附为主。FTIR、XPS 图谱分析表明，生物炭表面分布的羟基（-OH）、芳香环羰基（-C=O）及脂肪族醚类（-O-）等官能团参与了吸附过程，且与之相连的 C 原子结合能均增加。结合生物炭表面金属离子分布状况，综合分析认为，通过氢键形成和金属桥键作用是生物炭对 NO-3-N 吸附的主要机制。

关键词：生物炭、硝态氮、吸附动力学、吸附等温线

所属期刊栏目：35

分类号：X712(农业废物处理与综合利用)

资助基金：天津市自然科学基金“生物炭调控设施菜地土壤氮素过程的效应与机制”13JCYBJC25400；国家科技支撑计划“中南城郊环保型资源高效农业模式研究与示范”2014BAD14B05；农业部项目“引进国际先进农业科学技术”2015-Z7

在线出版日期：2016-10-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1727-1734