本文關(guān)鍵詞：功能化生物炭對溶液中重金屬的增強(qiáng)吸附研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《武漢科技大學(xué)》 2015年

功能化生物炭對溶液中重金屬的增強(qiáng)吸附研究

張?jiān)?  

【摘要】：生物炭是生物質(zhì)經(jīng)隔絕空氣或供氧不足條件下熱分解所得富碳固體產(chǎn)物。生物炭與普通炭相比，其天然賦予N、O、S、P等雜原子官能團(tuán)為固定重金屬離子提供了有效的吸附位點(diǎn)。其內(nèi)部發(fā)達(dá)的毛細(xì)管結(jié)構(gòu)有利于形成中孔或大孔，以便提高吸附過程的動力學(xué)特性。 本文通過硝酸氧化、氨基化、賦溴、硫等方法對生物炭進(jìn)行表面功能化，探究了功能化前、后生物炭物化性質(zhì)的變化，并探討功能化生物炭對Pb(II)、Cd(II)、As(V)等的吸附特性和吸附穩(wěn)定性，得到結(jié)果如下： 生物炭通過表面功能化改變其表面官能團(tuán)種類，對某些特定重金屬離子能產(chǎn)生更好的吸附效果。相比表面功能化以前，氨基化功能化方法制備生物炭的BET比表面、總孔容均增大；其他三種生物炭表面積減少。硝酸功能化生物炭的酸性基團(tuán)羧基顯著增加，羰基減少；賦溴生物炭和賦硫生物炭羧基增加，內(nèi)酯基和羰基減少。氨基化生物炭酸性基團(tuán)減少，，羰基增加。 Pb(II)、Cd(II)、As(V)三種重金屬離子最佳吸附pH分別為6、6、7；吸附時(shí)間在6h以后吸附基本達(dá)到平衡，吸附容量變化并不明顯；功能化生物炭對Pb(II)、Cd(II)、As(V)吸附過程可用等溫吸附方程模擬，吸附動力學(xué)數(shù)據(jù)符合擬二級動力學(xué)模型。對三種重金屬離子吸附過程，氨基化生物炭均表現(xiàn)了良好的吸附效果。通過觀察吸附前、后炭的紅外光譜圖發(fā)現(xiàn)Pb(II)、Cd(II）、As(V)主要通過離子交換和表面絡(luò)合兩種作用方式吸附在生物炭表面上，表面含氧官能團(tuán)與含氮官能團(tuán)與重金屬離子發(fā)生締合作用。 在Pb(II)-Cd(II)雙組份混合體系中，Pb(II)對Cd(II）的吸附有抑制作用，生物炭對Pb(II)的吸附能力大于Cd(II）；在As(V)-Cd(II)混合體系中，生物炭對As(V)和Cd(II)在吸附過程中能相互促進(jìn)，Cd(II)對As(V)吸附促進(jìn)作用較強(qiáng)，使對As(V)的吸附能力大于Cd(II)；As(V)-Pb(II)混合體系中，生物炭As(V)和Pb(II)在吸附過程中也存在相互促進(jìn)的情況，Pb(II)對As(V)吸附的促進(jìn)作用較強(qiáng)，對As(V)的吸附能力大于Pb(II)。 對功能化前、后的生物炭試樣吸附Pb(II)、Cd(II)、As(V)等重金屬的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。生物炭采用氨基化、硝酸氧化、賦硫、溴等方法功能化前、后，吸附Pb(II)、Cd(II)、As(V)等重金屬主要以穩(wěn)定的殘?jiān)鼞B(tài)存在，降低了它們在環(huán)境中的遷移性。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O647.31
【目錄】：

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3 郭文娟;生物炭對鎘污染土壤的修復(fù)效應(yīng)及其環(huán)境影響行為[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2013年

4 唐行燦;生物炭修復(fù)重金屬污染土壤的研究[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

5 李際會;改性生物炭吸附硝酸鹽和磷酸鹽研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2012年

6 王群;生物質(zhì)源和制備溫度對生物炭構(gòu)效的影響[D];上海交通大學(xué);2013年

7 白旭佳;污泥基生物炭制備及其保肥效能的應(yīng)用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

8 馬云艷;棉稈生物炭對棉花黃萎病菌及棉花生長的影響[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2014年

9 顏永毫;黃土高原地區(qū)石灰性土壤添加生物炭的溫室氣體效應(yīng)[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2013年

10 王丹丹;半干旱區(qū)生物炭的土壤生態(tài)效應(yīng)定位研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：功能化生物炭對溶液中重金屬的增強(qiáng)吸附研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：237846