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热空气氧化改性生物炭对镉的吸附特性研究
被引量：
7
1
作者
肖光莉
郭新欣
+5 位作者
韩熙
张坤
朱双
勾琪立
徐强
黄化刚
《西南农业学报》
CSCD
北大核心
2021年第12期2765-2774,共10页
【目的】探究改性生物炭对重金属元素镉(Cd)的吸附机理,以期为治理Cd污染和改性生物炭工业化生产提供参考。【方法】以工业化生产的竹屑生物炭(BB)和烟杆生物炭(TB)为原料,在300℃的低温限氧条件下进行氧化改性30 min,冷却至室温后制成...
【目的】探究改性生物炭对重金属元素镉(Cd)的吸附机理,以期为治理Cd污染和改性生物炭工业化生产提供参考。【方法】以工业化生产的竹屑生物炭(BB)和烟杆生物炭(TB)为原料,在300℃的低温限氧条件下进行氧化改性30 min,冷却至室温后制成两种改性生物炭(分别记为BB300和TB300)。通过X射线衍射技术对改性前后的生物炭矿物组分进行分析,结合吸附实验对其吸附溶液中Cd^(2+)的吸附特征进行研究。【结果】BB300和TB300产率高,分别达70%和65%。4种生物炭(BB、BB300、TB和TB300)的饱和吸附量分别为7.57、15.97、120.48和166.67 mg/g, TB和TB300相较于BB和BB300,吸附性能更好,但改性效果较差。对比Langmuir吸附模型和Freundlich吸附模型,Langmuir吸附模型能更好的拟合四种生物炭的等温吸附过程,表明这4种生物炭表面具有有限的吸附位点,吸附机制主要是单分子层吸附。对比准一级动力学吸附模型和准二级动力学模型,4种生物炭对溶液中Cd^(2+)的吸附过程更符合准二级动力学吸附特征,物理吸附与化学吸附同时发生。对比吸附速率k;,氧化改性能提升吸附速率。改性生物炭混土材料吸附Cd^(2+)实验表明,改性生物炭对土壤Cd^(2+)的吸附特征更符合Langmuir吸附模型,改性生物炭加入土壤能提升土壤对Cd^(2+)的吸附能力,同时土壤的理化性质也影响生物炭的吸附能力,pH值较高和CEC更高的紫色土能吸附更多Cd^(2+)。生物炭添加量对土壤Cd^(2+)吸附有正向的影响。【结论】利用热空气氧化方法改性的生物炭产率较高且无化学试剂带入,具备工业化生产的前景。改性后的生物炭能够有效提升生物炭对Cd^(2+)的吸附能力,对土壤Cd污染具有较优的钝化能力,为提升生物炭钝化土壤重金属能力和规模化生产应用提供了参考。
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关键词
生物炭
氧化改性
Cd^(2+)吸附
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职称材料
题名
热空气氧化改性生物炭对镉的吸附特性研究
被引量：
7
1
作者
肖光莉
郭新欣
韩熙
张坤
朱双
勾琪立
徐强
黄化刚
机构
四川省煤田地质工程勘察设计研究院四川省科源工程技术测试中心
四川
农业大学资源学院
出处
《西南农业学报》
CSCD
北大核心
2021年第12期2765-2774,共10页
基金
四川重大科技专项(2018SZDZX0029)。
文摘
【目的】探究改性生物炭对重金属元素镉(Cd)的吸附机理,以期为治理Cd污染和改性生物炭工业化生产提供参考。【方法】以工业化生产的竹屑生物炭(BB)和烟杆生物炭(TB)为原料,在300℃的低温限氧条件下进行氧化改性30 min,冷却至室温后制成两种改性生物炭(分别记为BB300和TB300)。通过X射线衍射技术对改性前后的生物炭矿物组分进行分析,结合吸附实验对其吸附溶液中Cd^(2+)的吸附特征进行研究。【结果】BB300和TB300产率高,分别达70%和65%。4种生物炭(BB、BB300、TB和TB300)的饱和吸附量分别为7.57、15.97、120.48和166.67 mg/g, TB和TB300相较于BB和BB300,吸附性能更好,但改性效果较差。对比Langmuir吸附模型和Freundlich吸附模型,Langmuir吸附模型能更好的拟合四种生物炭的等温吸附过程,表明这4种生物炭表面具有有限的吸附位点,吸附机制主要是单分子层吸附。对比准一级动力学吸附模型和准二级动力学模型,4种生物炭对溶液中Cd^(2+)的吸附过程更符合准二级动力学吸附特征,物理吸附与化学吸附同时发生。对比吸附速率k;,氧化改性能提升吸附速率。改性生物炭混土材料吸附Cd^(2+)实验表明,改性生物炭对土壤Cd^(2+)的吸附特征更符合Langmuir吸附模型,改性生物炭加入土壤能提升土壤对Cd^(2+)的吸附能力,同时土壤的理化性质也影响生物炭的吸附能力,pH值较高和CEC更高的紫色土能吸附更多Cd^(2+)。生物炭添加量对土壤Cd^(2+)吸附有正向的影响。【结论】利用热空气氧化方法改性的生物炭产率较高且无化学试剂带入,具备工业化生产的前景。改性后的生物炭能够有效提升生物炭对Cd^(2+)的吸附能力,对土壤Cd污染具有较优的钝化能力,为提升生物炭钝化土壤重金属能力和规模化生产应用提供了参考。
关键词
生物炭
氧化改性
Cd^(2+)吸附
Keywords
Biochar
Thermal air oxidation modification
Cd^(2+)
Adsorption
分类号
O614.242 [理学—无机化学]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
热空气氧化改性生物炭对镉的吸附特性研究
肖光莉
郭新欣
韩熙
张坤
朱双
勾琪立
徐强
黄化刚
《西南农业学报》
CSCD
北大核心
2021
7
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