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沙蒿绿色合成nZVI改性生物炭去除水中Cr(Ⅵ)
1
作者
刁静茹
祝海玲
+4 位作者
沈博峰
赵梦婷
周艳姿
马锋锋
蒋煜峰
《中国环境科学》
北大核心
2025年第7期3753-3761,共9页
利用沙蒿和玉米秸秆废弃物,通过沙蒿提取液绿色还原得到纳米零价铁(nZVI)并负载在玉米秸秆生物炭上,得到复合材料CBC-nZVI,用以去除水中的Cr(Ⅵ).考察了吸附动力学和热力学特征,以及pH值、投加量和共存离子对CBC-nZVI去除Cr(Ⅵ)的影响;...
利用沙蒿和玉米秸秆废弃物,通过沙蒿提取液绿色还原得到纳米零价铁(nZVI)并负载在玉米秸秆生物炭上,得到复合材料CBC-nZVI,用以去除水中的Cr(Ⅵ).考察了吸附动力学和热力学特征,以及pH值、投加量和共存离子对CBC-nZVI去除Cr(Ⅵ)的影响;利用SEM、FTIR、XRD和XPS对材料进行表征,探究复合材料的除Cr(Ⅵ)机制.结果表明:CBC-nZVI对Cr(Ⅵ)的吸附动力学数据最适合用Elovich方程描述,颗粒内扩散为主要控速步骤;吸附等温线符合Freundlich模型,吸附为自发的吸热熵增过程.CBC-nZVI对Cr(Ⅵ)的去除率随反应温度、材料投加量和溶液酸度的升高而增大,在适宜条件(温度为298K、pH值为2、投加量1.0g/L)下对Cr(Ⅵ)(30mg/L)的去除率达100%;溶液中共存阳离子或阴离子均会不同程度地抑制吸附剂对Cr(Ⅵ)的去除,影响顺序分别为Cd^(2+)>Mg^(2+)>Ca^(2+)>Cu^(2+),CO_(3)^(2-)>Cl^(-)>NO_(3)^(-)>SO_(4)^(2-).CBC-nZVI与Cr(Ⅵ)的反应机制主要包括静电吸附、化学还原、官能团吸附和沉淀吸附等过程.nZVI将吸附在材料上的Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),再通过表面官能团络合和形成Cr(Ⅲ)-Fe(Ⅲ)共沉淀的方式将其去除.负载后nZVI与CBC在复合材料去除Cr(Ⅵ)的过程中表现出协同作用.
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关键词
沙蒿
绿色合成
Cr(Ⅵ)
生物炭
纳米零价铁
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职称材料
题名
沙蒿绿色合成nZVI改性生物炭去除水中Cr(Ⅵ)
1
作者
刁静茹
祝海玲
沈博峰
赵梦婷
周艳姿
马锋锋
蒋煜峰
机构
兰州交通大学环境与市政工程学院
兰州交通大学
出处
《中国环境科学》
北大核心
2025年第7期3753-3761,共9页
基金
甘肃省教育厅高校科研创新平台重大培育项目(2024CXPT-14)
兰州交通大学-天津大学联合创新基金资助项目(2022069)
+1 种基金
甘肃省自然科学基金资助项目(23JRRA874)
甘肃省高等学校创新基金资助项目(2021B-102)。
文摘
利用沙蒿和玉米秸秆废弃物,通过沙蒿提取液绿色还原得到纳米零价铁(nZVI)并负载在玉米秸秆生物炭上,得到复合材料CBC-nZVI,用以去除水中的Cr(Ⅵ).考察了吸附动力学和热力学特征,以及pH值、投加量和共存离子对CBC-nZVI去除Cr(Ⅵ)的影响;利用SEM、FTIR、XRD和XPS对材料进行表征,探究复合材料的除Cr(Ⅵ)机制.结果表明:CBC-nZVI对Cr(Ⅵ)的吸附动力学数据最适合用Elovich方程描述,颗粒内扩散为主要控速步骤;吸附等温线符合Freundlich模型,吸附为自发的吸热熵增过程.CBC-nZVI对Cr(Ⅵ)的去除率随反应温度、材料投加量和溶液酸度的升高而增大,在适宜条件(温度为298K、pH值为2、投加量1.0g/L)下对Cr(Ⅵ)(30mg/L)的去除率达100%;溶液中共存阳离子或阴离子均会不同程度地抑制吸附剂对Cr(Ⅵ)的去除,影响顺序分别为Cd^(2+)>Mg^(2+)>Ca^(2+)>Cu^(2+),CO_(3)^(2-)>Cl^(-)>NO_(3)^(-)>SO_(4)^(2-).CBC-nZVI与Cr(Ⅵ)的反应机制主要包括静电吸附、化学还原、官能团吸附和沉淀吸附等过程.nZVI将吸附在材料上的Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),再通过表面官能团络合和形成Cr(Ⅲ)-Fe(Ⅲ)共沉淀的方式将其去除.负载后nZVI与CBC在复合材料去除Cr(Ⅵ)的过程中表现出协同作用.
关键词
沙蒿
绿色合成
Cr(Ⅵ)
生物炭
纳米零价铁
Keywords
Artemisia arenaria
green synthesis
Cr(Ⅵ)
biochar
nZVI
分类号
X703.5 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
沙蒿绿色合成nZVI改性生物炭去除水中Cr(Ⅵ)
刁静茹
祝海玲
沈博峰
赵梦婷
周艳姿
马锋锋
蒋煜峰
《中国环境科学》
北大核心
2025
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职称材料
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