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芦苇生物炭对水中铅的吸附特性
  • ISSN号:0254-6108
  • 期刊名称:《环境化学》
  • 时间:0
  • 分类:X703[环境科学与工程—环境工程]
  • 作者机构:[1]南京信息工程大学大气环境与装备技术协同创新中心,南京210044, [2]南京信息工程大学环境科学与工程学院,南京210044, [3]江苏省大气环境监测与污染控制高技术重点实验室,南京210044
  • 相关基金:国家自然科学基金(41303096)和2015年度江苏省高校研究生实践创新计划项目(SJLX15_0393)资助.
中文摘要:

将芦苇秸秆在500℃下缺氧热解4 h制备成生物炭.采用批量平衡实验法,考察溶液p H值、生物炭投加量、溶液离子强度以及生物炭灰分对芦苇生物炭吸附水中Pb(2+)的影响.结果表明:溶液p H值在2.0—5.5范围内,芦苇生物炭对Pb(2+)的吸附量随着p H值升高而增加;生物炭最佳投加量为1.8 g·L-1,Pb(2+)的去除率为96.6%;溶液中Na+、Ca(2+)的存在会抑制芦苇生物炭对Pb(2+)的吸附;去除灰分后的生物炭对Pb(2+)的吸附量降低.不同温度下的吸附等温线更符合Langmiur方程.在283、298、313 K下的最大实际吸附量分别为21.89、24.06、24.95 mg·g(-1).热力学研究结果为ΔGθ0和ΔSθ>0,说明该吸附是自发、熵增的吸热过程.吸附动力学线性拟合结果更符合假二级动力学方程.芦苇生物炭吸附前后的红外光谱和XRD衍射谱图分析表明吸附过程存在离子交换和阳离子-π作用.去除灰分的生物炭吸附Pb(2+)后溶液中Na+、K+、Ca(2+)、Mg(2+)浓度升高,表明离子交换是主要吸附机制.

英文摘要:

Biochar was prepared by pyrolyzing reed straw at 500 ℃ for 4 h under oxygen-limited condition. The effects of initial solution pH value, biochar dosage, ionic strength and biochar ash on the adsorption of Pb2+ were investigated by batch adsorption experiments. The results showed that when solution pH value was between 2--5.5, the adsorption capacity increased with the solution pH. When the biochar dosage was 1.8 g·L-1, the removal rate reached 96.6%. It was observed that Na+ and Ca2+ in aqueous solution inhibited the adsorption and the adsorption capacity of the de-ashed biochar decreased. The adsorption isotherms at different temperatures were fitted better to Langmiur equation. When the temperatures were 283, 298 and 313 K, the maximum adsorption capacities were 21.89, 24.06, 24.95 mg·g-1 respectively. The thermodynamics parameters of △G θ〈0, △H θ〉0 and △S θ〉0 demonstrated that the adsorption was a spontaneous, entropy increasing and endothermic process. The kinetics data were fitted better to the pseudo-second-order equation. The analysis by FTIR and XRD of reed biochars before and after adsorption indicated that the adsorption process involved ion exchange and cation-π interaction mechanisms. After adsorption of Pb2+ by de-ashed biochar, the concentrations of Na+, K+, Ca2+, Mg2+ in aqueous solution increased, which indicated that ion exchange was the main adsorption mechanism.

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期刊信息
  • 《环境化学》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院生态环境研究中心
  • 主编:郭良宏
  • 地址:北京2871信箱
  • 邮编:100085
  • 邮箱:hjhx@rcees.ac.cn
  • 电话:010-62923569
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-6108
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1844/X
  • 邮发代号:82-394
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
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