四种原料热解产生的生物炭对Pb^(2+)和Cd^(2+)的吸附特性研究

摘要

以木屑、米糠、稻杆、玉米秸杆为原料,在300,400,500,600和700 C下,氮气保护的无氧气氛中热解制成生物炭,探讨不同类型生物炭对水溶液中重金属Pb2+和Cd2+的吸附效果。研究发现,对于4种生物质原料而言,在700 C下制备的生物炭对水溶液中Pb2+和Cd2+的吸附效果均优于其他制备温度下获得的生物炭,其中稻杆生物炭(700 C)吸附容量最高,对Pb2+和Cd2+分别为126.58和60.61 mg/g。利用X射线荧光光谱、环境扫描电子显微镜、气体吸附仪等方法,分析700 C下制取的4种生物炭的矿物相元素组成、表面形貌及其比表面积。采用X射线衍射法分析4种生物炭样品在吸附重金属后的矿物相特性,分析其重金属吸附机理。结果表明,4种生物炭对Pb2+和Cd2+的吸附均满足Langmuir等温吸附模型,同时XRD分析显示Pb2+和Cd2+在生物炭表面以碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐和亚硫酸盐形式存在。