不同植物基生物炭对NH_(4)+及Cd(II)的吸附特性

编号 zgly0001738678

文献类型 期刊论文

文献题名 不同植物基生物炭对NH_(4)+及Cd(II)的吸附特性

作者 程钰莹  王嘉铭  王平  朱健  陈润华  向思源  罗思远 

作者单位 中南林业科技大学环境科学与工程学院  中南林业科技大学稻米品质安全控制湖南省工程实验室  贵州省地质矿产勘查开发局一〇四地质大队 

母体文献 中南林业科技大学学报 

年卷期 2022,42(3)

页码 180-192

年份 2022 

分类号 S727.28 

关键词 生物炭  吸附性能  吸附机理  氨氮  镉 

文摘内容 【目的】为解决水体富营养化、重金属镉污染的问题,选取3种不同植物基生物炭(木炭、竹炭、谷壳炭)作为吸附剂探究其对水溶液中NH_(4)^(+)和Cd(Ⅱ)的吸附性能和机理。【方法】运用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射光谱(XRD)等技术手段对3种植物基生物炭进行表征,分析了其理化结构特性。同时采用单因素试验探究了吸附时间和溶液初始pH值等不同条件对吸附的影响,并利用吸附等温线、动力学模型以及一系列表征手段探讨了吸附机理。【结果】3种植物基生物炭对NH_(4)^(+)的吸附量随着吸附时间的增加而增加,100 min后基本趋于平衡。随着pH值、温度、投加量和NH_(4)^(+)初始浓度的增大,吸附量均先增大后减小。3种植物基生物炭对Cd(Ⅱ)的吸附量整体随着pH值、吸附时间的增加而增加,且pH值在6.0之间时,3种生物炭对Cd(Ⅱ)的吸附效果较好;随着Cd(Ⅱ)初始浓度的增加,吸附量先增大后趋于平缓;随着炭投加量的增加吸附量逐步减小后趋于平缓;温度对于3种生物炭吸附Cd(Ⅱ)的效果影响较为复杂。对数据进行拟合,发现3种生物炭对NH_(4)^(+)和Cd(Ⅱ)的吸附更符合Langmuir模型,经计算,25℃条件下,木炭、竹炭和谷壳炭对NH_(4)^(+)和Cd(Ⅱ)的最大吸附量分别为7.37和11.38 mg/g、5.54和9.61 mg/g、7.96和11.07 mg/g。对NH_(4)^(+)的吸附,木炭更符合二级动力学模型,竹炭、谷壳炭更符合一级动力学模型;对Cd(Ⅱ)的吸附均符合二级动力学模型。【结论】谷壳炭、木炭、竹炭是廉价易得且吸附能力较好的吸附材料。