农业废弃物基生物炭对水溶液中镉的吸附效果与机制

文献类型： 中文期刊

第一作者： 龚沛云

作者： 龚沛云;孙丽娟;宋科;孙雅菲;秦秦;周斌;薛永

作者机构：

关键词： 生物炭;吸附;镉（Cd）;畜禽粪便;作物秸秆

期刊名称： 环境科学

ISSN： 0250-3301

年卷期： 2022 年 006 期

页码： 3211-3220

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 以畜禽粪便（牛粪、鸡粪、猪粪）为原料分别在300℃和700℃下制备生物炭，以作物秸秆（小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆）为原料分别在300℃和500℃下制备生物炭，利用比表面积和孔径分析仪、扫描电镜、傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪和CHN分析仪等对农业废弃物基生物炭的理化性质、表面结构和元素组成进行表征，研究生物炭理化性质差异和其对镉吸附效果和机制.结果表明，不同农业废弃物基生物炭对Cd2+的等温吸附符合Langmiur方程，拟合结果发现随着热解温度的升高，牛粪、鸡粪和猪粪基生物炭对Cd2+的最大吸附量分别从83.40、19.65和96.74 mg·g-1增加至106.54、 268.89和164.53 mg·g-1;而不同热解温度下制备的秸秆基生物炭对Cd2+的最大吸附量差异不显著.农业废弃物基生物炭呈碱性，除牛粪生物炭外，灰分含量随热解温度上升而增加.随着热解温度的上升，生物炭孔隙结构变丰富，含氧官能团增加，出现芳香结构.通过定量分析，发现生物炭Cd2+总吸附量中离子交换贡献率为12%～52%,化学沉淀为27%～79%,络合作用为1%～8%,阳离子-π作用为1%～28%.随着热解温度的升高，阳离子-π作用贡献率增大（从1%～13%增加到8%～30%）,但化学沉淀和离子交换贡献率依旧较高（达70%～93%）.因此，离子交换和化学沉淀仍是农业废弃物基生物炭吸附Cd2+的主要机制.

分类号： X703%X71

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