改性玉米秸秆炭和花生壳炭对溶液中Cd^(2+)的吸附

摘要

对玉米秸秆和花生壳炭化制备的生物炭,运用高锰酸钾进行改性,研究其对Cd^(2+)的吸附效果。通过批次吸附实验,考察了两种改性生物炭对Cd^(2+)吸附的初始浓度、pH值、接触时间等因素的影响。结果表明,在pH为6.0,Cd^(2+)浓度为100 mg·L^(-1),温度为20℃,吸附时间为12 h,吸附剂投加量为1.0 g·L^(-1)条件下,改性玉米秸秆炭和花生壳炭对Cd^(2+)的去除率分别为67.03%和46.10%,与未改性的生物炭相比,吸附率分别提高了3.8倍和6.2倍。改性玉米秸秆炭和花生壳炭对溶液中Cd^(2+)的吸附均符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,最大吸附量分别为68.97和55.55 mg·g-1。两种改性生物炭的吸附行为均符合准二级吸附动力学模型,说明其吸附以化学吸附为主。改性玉米秸秆炭和花生壳炭吸附Cd^(2+)后,可用NaOH溶液进行解吸,解吸4次后,对Cd^(2+)仍有较好的吸附效果,吸附量分别为31.40和24.10 mg·g^(-1)。这说明,高锰酸钾改性玉米秸秆炭和花生壳炭是一种吸附性能高且能够重复利用的去除溶液中Cd^(2+)的吸附材料。