摘要:[目的] 探究铁基改性提升生物质炭对砷[As(Ⅲ)]吸附固定能力的潜力与机制,构建有效的固碳控砷体系。[方法] 以大宗园林废弃物细叶榕Ficus microcarpa为生物质炭原材料,采用批量吸附实验并结合扫描电子显微镜-能量色散光谱(SEM-EDS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)及X射线光电子能谱(XPS)等技术手段,系统研究了原始生物质炭(FMB)、氯化铁改性生物质炭(FC-FMB)、硫酸铁改性生物质炭(FS-FMB)和聚合硫酸铁改性生物质炭(PFS-FMB)的结构性质及其对水溶液中As(Ⅲ)的吸附性能和作用机制。[结果] 铁基改性有效提升了生物质炭的比表面积,增幅达3.36~4.22倍,且改性生物质炭表面富含更多官能团,铁氧化物成功负载在生物质炭表面。pH为5时,PFS-FMB对As(Ⅲ)的去除率最高,达到91.16%,高于其他类型生物质炭。As(Ⅲ)的吸附过程符合Elovich动力学模型和Langmuir等温吸附模型。4种生物质炭对As(Ⅲ)的最大吸附容量从大到小依次为:PFS-FMB (13.53 mg·g-1)、FS-FMB (6.36 mg·g-1)、FC-FMB (3.11 mg·g-1)、FMB (1.29 mg·g-1)。铁基改性生物质炭对As(Ⅲ)以化学吸附为主,通过表面络合形式实现,吸附机制为砷氧阴离子与铁氧化物的配位作用以及表面羟基官能团的络合作用。[结论] 铁基改性生物质炭是一种高效的As吸附剂,其中PFS-FMB展现出最佳的吸附性能。图9表3参50
文章目录
1 材料与方法
1.1 实验材料
1.2 原始及改性生物质炭的制备
1.3 生物质炭的理化性质及表征
1.4 吸附实验
1.4.1 pH对吸附效果的影响
1.4.2 吸附动力学实验
1.4.3 吸附等温线实验
1.4.4 数据处理
2 结果与分析
2.1 原始及铁改性生物质炭表征
2.2 pH对生物质炭吸附As(Ⅲ)的影响
2.3 生物质炭对As(Ⅲ)的吸附动力学
2.4 生物质炭对As(Ⅲ)的等温吸附
2.5 改性生物质炭的吸附机制
3 结论