两种典型麻类生物炭对水体中镉离子的吸附性能研究

摘要

研究以苎麻和红麻茎、叶、皮3个部位为原材料制备生物炭,通过静态批次吸附试验,探究投加量、初始溶液pH、初始溶液Cd^(2+)浓度、反应时间、再生处理对6种生物炭吸附水中Cd^(2+)性能的影响,同时拟合动力学方程及等温吸附模型,并采用扫描电镜、X射线光电子能谱对6种生物炭进行表征分析,研究其吸附机理。结果表明,6种材料中,苎麻叶生物炭对水中Cd^(2+)的吸附效果最好,最大吸附量达到了133.05mg/g。6种生物炭对水中Cd^(2+)的去除率受投加量影响较大,苎麻茎生物炭受溶液初始pH影响较大。6种生物炭对Cd^(2+)脱附再生再吸附一次都能保持较好吸附效果,其中苎麻叶生物炭效果最佳。6种吸附材料都能较好地拟合Langmuir理论模型和准二级动力学方程。生物炭对Cd的吸附机理主要为羟基化表面(-OH)或其去质子化(-O-)络合反应及静电作用。6种生物炭材料均是较好的吸附材料,其中苎麻叶材料的吸附潜力最为突出。