生物碳中含氧官能团和硅颗粒对Al的吸附作用及机理

摘要

本文在不同温度下裂解秸秆和牛粪生物质制得的系列生物碳，研究其对Al的吸附作用及机理。通过FTIR,Zeta电位、SEM-EDS和XRD表征手段,研究了负载Al前后生物碳的表面结构和电性的变化。生物碳吸附Al符合Langmuir模型。生物碳制备温度为400和700℃时的吸附性能显著高于生物质和灰分。发现生物碳上的有机组分和硅颗粒是吸附Al的两个主要点位。羟基和羧基官能团对Al的表面络合作用和硅颗粒对Al的沉淀作用(KAlSi308)是生物碳吸附Al的两个重要途径。在吸附Al之后，生物碳和灰分的Zeta电位升高，并随着pH值形成峰值，正电荷在pH4.5时达到最大，这和硅颗粒负载Al时的最大正电荷的pH一致，电荷转变主要是羟基Al与硅表面的氢键作用所致。