硝酸酸化生物炭强化去除水中Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的特性

摘要

采用常温硝酸酸化技术对茶叶渣生物炭(BC)进行改性,制备了酸化生物炭(A-BC),并用SEM、TEM、BET、Boehm滴定、FTIR对A-BC的表面物理化学特性进行表征.在此基础上,以BC为参照,考察A-BC对水中典型重金属离子Pb(II)、Cd(Ⅱ)的吸附特性.结果表明,A-BC对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附容量远高于BC,且吸附等温线符合Freundlich模型;吸附速度较快,在100 min内即可达到平衡,Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在A-BC孔内的传质系数分别可达5.5×10-9、1.0×10-8 cm2/s.A-BC可在高浓度HA和碱金属共存条件下实现对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的靶向吸附.经历10次吸-脱附循环后,A-BC对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的吸附容量未出现明显下降.XPS结果显示,A-BC主要通过表面功能基团与Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的外球络合作用实现吸附去除.在柱吸附装置内,A-BC可实现含Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)模拟废水的达标处理,具有广阔的应用前景.