铁改性生物质炭对水体中硝态氮的吸附特性

摘要

为提高生物质炭对水体中硝态氮(NO^(-)_(3)-N)的吸附潜力,在高温限氧条件(600℃)制备花生壳基生物质炭的基础上,利用铁(Fe^(3+))对其进行金属负载改性,通过批量吸附试验探讨其对NO^(-)_(3)-N的吸附机制。结果表明,改性生物质炭(FeHBC)在铁炭质量比为0.672时的吸附效果最好,改性后对NO^(-)_(3)-N的吸附能力得到显著提升(P0、ΔS>0,表明FeHBC对NO^(-)_(3)-N是自发的吸热过程,反应的自发性随温度升高而增大;酸性环境更有利于FeHBC对NO^(-)_(3)-N的吸附。除此之外,还结合扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射光谱(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、零电荷点(pH_(PZC))等表征手段对其吸附机制进行深入分析。结果表明,FeHBC形成的多微孔粗糙颗粒表面为其提供了更多的吸附位点,吸附过程可能主要受Fe^(3+)与含氧官能团络合沉淀反应的影响,与未改性相比其正电性增强,这一局部微结构的变化为提高生物质炭的吸附性能提供了理论支撑。