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题名高铁酸钾改性艾草根生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附研究
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作者
王云绚
魏红
潘峰
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机构
西安理工大学
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出处
《环境科学与技术》
北大核心
2025年第8期49-61,共13页
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基金
国家自然科学基金项目(51979223)。
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文摘
文章以艾草根为炭源,通过K2FeO4改性制备艾草根生物炭(Fe-BCx),考察了热解温度、改性剂添加量和生物质原料对制备改性生物炭的影响。采用SEM、BET、FTIR和XRD对生物碳的形貌和结构进行分析,并探究Fe-BC_(800)对模拟含Cr(Ⅵ)废水的吸附效果及吸附机理。结果表明,热解温度_(800)℃、m(K2FeO4)∶m(艾草根)=1∶50时制备的Fe-BC_(800)对Cr(Ⅵ)的吸附效果最佳。Cr(Ⅵ)初始浓度为40 mg/L,Fe-BC_(800)投加量为1.0 g/L,溶液p H=2时,Fe-BC_(800)对Cr(Ⅵ)的去除率在240 min内达到93.32%。与BC_(800)相比,Fe-BC_(800)对Cr(Ⅵ)的去除率提高了49.92%。Fe-BC_(800)的比表面积和孔容分别为BC_(800)的1.4倍和1.3倍,K2FeO4有效改善了艾草根生物炭的理化性质,同时将铁氧化物负载在生物炭表面。Fe-BC_(800)对Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir吸附等温模型和准二级动力学模型,最大理论吸附量为376.42 mg/g。XPS分析表明,Cr(Ⅵ)通过静电作用吸附在表面并部分还原为Cr(Ⅲ)。静电吸附、氧化还原、表面络合和离子交换是Fe-BC_(800)吸附Cr(Ⅵ)的主要机理。使用碱性解吸剂0.1 mol/L NaOH进行解吸,超声的应用使Cr(Ⅵ)的解吸效率提高了约10%,提升了生物炭的循环利用效率。Fe-BC_(800)在含铬废水高效处理方面具有良好的应用前景。
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关键词
艾草生物炭
高铁酸钾
改性
吸附
Cr(Ⅵ)
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Keywords
Artemisia argyi biochar
potassium ferrate
modification
adsorption
Cr(Ⅵ)
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分类号
X703.1
[环境科学与工程—环境工程]
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