动植物来源生物炭对水体中Cd2+的吸附特性

• 作者: 孙小银 曹永强 申磊 荆延德 郝郝
• 来源期刊: 生态与农村环境学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 动物粪便 作物秸秆 生物炭 Cd2+吸附
• 年，卷（期）: 2018,（4）
• 所属期刊栏目: 污染控制与修复
• 页码范围: 363-370
• 页数: 8页
• 分类号: X53
• 字数: 6130字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11934/j.issn.1673-4831.2018.04.010

摘要

以动植物来源(鸡粪便和小麦秸秆)的生物质为原料,在350和650℃条件下慢速热解制备生物炭并表征其理化性质,采用批量吸附试验研究不同吸附时间、溶液pH值和Cd2+浓度条件下生物炭对Cd2+的吸附特性.结果表明,随着热解温度升高,生物炭的pH值和灰分含量升高,芳香性和疏水性增强,极性减弱.相同热解温度条件下,动物来源的鸡粪炭pH值和灰分含量比植物来源的小麦秸秆炭高,芳香结构更完备.生物炭对Cd2+的吸附动力学过程均符合准二级动力学模型(R2＞0.99),吸附在12 h时达到平衡,吸附过程均由外部液膜扩散、表面吸附和颗粒内扩散共同控制,且后者是主要限速步骤.随着溶液pH值的升高(2.0～6.0),生物炭对Cd2+的吸附量均逐渐增加.Langmuir模型能很好地描述植物来源的小麦秸秆炭对Cd2+的吸附行为(R2为0.970 3～0.981 5),Freundlich模型更适用于动物来源的鸡粪炭(R2为0.971 7～0.976 9),动物来源的鸡粪炭对Cd2+的吸附效果优于植物来源的小麦秸秆炭.阳离子-π作用和沉淀作用是650℃生物炭吸附Cd2+的主要机制.