甘蔗渣生物炭吸附-还原Cr(Ⅵ)的反应研究

摘要：

以甘蔗渣为原材料,在限氧条件下经600℃碳化制备生物炭RC,经800℃碳化制备生物炭HC,分别研究两者对Cr(Ⅵ)的吸附-还原反应.采用扫描电子显微镜-能谱(SEM-EDS)、比表面积和孔隙分析(BET)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱(RS)等对甘蔗渣生物炭表面性质进行表征,从吸附等温线、吸附动力学等角度探讨甘蔗渣生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附-还原反应特征及其机理.结果表明:甘蔗渣生物炭具有丰富的孔隙结构和表面活性基团,且随着碳化温度升高,甘蔗渣生物炭表面孔隙度和芳香化程度增加,而含氧官能团-OH、C-O等相对含量则降低.HC对Cr(Ⅵ)的吸附-还原去除效果最好,总去除量高达117.28 mg·g-1,较RC增加了82.42 mg·g-1,其中吸附反应的去除量为76.00 mg·g-1,比RC增加了67.99 mg·g-1.随着碳化温度升高,生物炭缺陷程度降低,电子传递能力增强.HC对Cr(Ⅵ)的还原量为87.40 mg·g-1,较RC增加了57.03 mg·g-1.吸附等温线和吸附动力学拟合结果显示,甘蔗渣生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附更符合拟二级动力学模型.Langmuir模型适用于HC对Cr(Ⅵ)的吸附,Freundlich模型适用于RC对Cr(Ⅵ)的吸附.XPS和FTIR分析结果显示,甘蔗渣生物炭对Cr(Ⅵ)的去除机理为静电吸附、还原和络合作用,其中RC、HC吸附作用的相对贡献率分别为22.98%、64.80%,还原反应的相对贡献率分别为87.12%、74.52%,表明甘蔗渣生物炭对Cr(Ⅵ)的去除过程以还原为主.

关键词：甘蔗渣生物炭、Cr(Ⅵ)、去除机理、吸附、还原

所属期刊栏目：42

分类号：X703(一般性问题)

在线出版日期：2023-11-16（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：2335-2345