不同热解温度生物炭对 Cd（Ⅱ）的吸附特性

• 作者: Monica Xing 刘国成 李锋民 王震宇 郑浩
• 来源期刊: 环境科学
• 学科: 地球科学
• 关键词: 花生壳 中药渣 生物炭 吸附 镉
• 年，卷（期）: 2014,（12）
• 页码范围: 4735-4744
• 页数: 10页
• 分类号: X131
• 语种: 中文
• DOI: 10.13227/j.hjkx.2014.12.042

摘要

以花生壳和中药渣为原料,分别于300、350、400、500、600℃下慢速热解制备生物炭,并表征其物理化学性质.研究不同 pH、吸附时间和Cd(Ⅱ)浓度下生物炭对Cd(Ⅱ)的吸附特征.结果表明,随着热解温度的升高,生物炭的碳化程度增加,比表面积增大,含氧官能团数量减少,π共轭芳香结构更加完备,Ca 和 Mg 等无机元素不断富集,矿物溶解性降低,导致了Cd(Ⅱ)在不同热解温度生物炭上吸附能力及机制的差异.随溶液 pH 的升高(2.0~6.0),生物炭对Cd(Ⅱ)的吸附量逐渐增加.吸附过程可分为快吸附和慢吸附两个阶段,吸附速度受膜扩散、颗粒内扩散和沉淀作用、离子交换等过程的控制.随热解温度的升高,快吸附在生物炭对Cd(Ⅱ)的吸附中所占比例逐渐降低.高温生物炭(≥500℃)中含氧官能团的锐减及难溶晶体矿物的形成降低了其对Cd(Ⅱ)的快吸附速率.沉淀和离子交换可能是低温生物炭(≤400℃)吸附Cd(Ⅱ)的主要机制；高温生物炭(≥500℃)中更完备的π共轭芳香结构增加了 Cd-π作用对吸附的贡献,而难溶磷酸盐和碳酸盐的形成则降低了沉淀作用对吸附的贡献.这些研究结果为筛选对Cd(Ⅱ)具有高效去除或固持能力的功能生物炭(designer biochar)提供了重要的理论数据.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	郑浩	中国海洋大学环境科学与工程学院	10	274	6.0	10.0
2	王震宇	中国海洋大学环境科学与工程学院	34	692	16.0	26.0
3	李锋民	中国海洋大学环境科学与工程学院	44	1224	19.0	34.0
4	刘国成	中国海洋大学环境科学与工程学院	1	117	1.0	1.0