改性烟草秸秆生物炭对水中Cd^(2+)和Cu^(2+)的吸附特性

摘要

为提高烟草秸秆生物炭对水中Cd^(2+)和Cu^(2+)的吸附能力,采用聚乙烯亚胺(PEI)对烟草秸秆生物炭(TBC)进行改性,制成聚乙烯亚胺改性生物炭(PBC),并利用BET、SEM和FTIR方法对TBC和PBC进行表征,同时通过吸附试验研究了PBC对Cd^(2+)、Cu^(2+)的吸附特性.结果表明,与TBC相比,PBC的孔体积、孔径及吸附位点均有所增加,并且PBC中富含胺基官能团.PBC对Cd^(2+)、Cu^(2+)的吸附能力较TBC明显提升.当溶液初始pH=5、PBC投加量为0.02 g时,PBC对Cd^(2+)的吸附效果最佳;当溶液初始pH=5、PBC投加量为0.05 g时,PBC对Cu^(2+)的吸附效果最佳.PBC对Cd^(2+)、Cu^(2+)的吸附均符合准二级动力学方程,说明其吸附过程均以化学吸附为主.PBC对Cd^(2+)、Cu^(2+)的吸附均符合Langmuir等温吸附模型,且PBC对Cd^(2+)、Cu^(2+)的最大理论吸附量分别为29.309、51.532 mg·g^(-1).PBC与Cd^(2+)结合较Cu^(2+)更加稳定.利用PEI对TBC进行改性,不仅可以提高TBC对重金属的吸附能力,还可为烟草秸秆的高效利用提供新思路.