摘要:
为探究柚皮生物炭(PC)的理化性质及对Cd的吸附效应,以柚皮为原材料在300,450和600°C绝氧环境下制备柚皮生物炭(分别记为PC_(t1),PC_(t2)和PC_(t3))。通过分析PC理化性质、PC对水环境中和土壤环境中Cd吸附效果以及PC_(t3)对土壤Cd吸附机理,综合研究柚皮生物炭对Cd的吸附效应。结果表明:随着热解温度的增加,PC产率下降,灰分含量和pH值升高。元素含量分析表明,随热解温度增加,C元素占比增加,H和O元素占比则减少,PC的芳香性增大,亲水性和极性减小。SEM分析表明,PC与柚皮吸附剂PS相比,拥有更密集的孔隙结构和表面褶皱。FTIR分析表明,通过热解,PC芳香结构逐渐完善,其表面的羟基、羧基、酯基等含氧官能团参与对Cd的吸附,PC_(t3)对水中Cd的吸附效率达到99.51%。PC加入土壤中培养后,土壤pH值升高,土壤有效态Cd含量下降,PC_(t3)-5使土壤中有效态Cd最高减少15.42%。等温吸附试验和吸附动力学试验表明,PC_(t3)对土壤Cd的吸附能力用Freundlich等温吸附方程和准二级动力学方程拟合最好,PC_(t3)对土壤Cd的吸附以化学作用为主,且为多层异构表面的吸附模式。因此,柚皮生物炭作为一种对土壤Cd的廉价高效吸附剂,具有广泛的应用前景。