纳米零价铁改性生物炭对水中氨氮的吸附特性及机制
来源：环境科学杂志2023年第1期北京时间：
作者：陈文静,石峻岭,李雪婷,张李金,刘富强,陈正祝,庞维海,杨殿海
单位：扬州大学环境科学与工程学院, 扬州 225000,江苏大洋环保工程有限公司, 扬州 225000,扬州大学环境科学与工程学院, 扬州 225000,扬州大学环境科学与工程学院, 扬州 225000,扬州大学环境科学与工程学院, 扬州 225000,江苏大洋环保工程有限公司, 扬州 225000,江苏大洋环保工程有限公司, 扬州 225000,同济大学环境科学与工程学院, 上海 200092,同济大学环境科学与工程学院, 上海 200092,同济大学污染控制与资源化国家重点实验室, 上海 200092
摘要：传统生物炭材料对水中氨氮(NH+4-N)的吸附效果不佳.以生物炭为载体负载纳米零价铁制得生物炭基纳米零价铁复合吸附剂nZVI@BC,通过吸附实验,考察nZVI@BC对NH+4-N的吸附特性,并采用SEM-EDS、BET、XRD和FTIR分析nZVI@BC的组成和结构特性,探讨nZVI@BC吸附NH+4-N的主要机制.结果表明,在298K下铁/生物炭质量比为1 ∶30时制备的复合吸附剂(nZVI@BC1/30)对NH+4-N的吸附性能最佳,比负载前生物炭的吸附量提高了45.96%,饱和吸附量可达16.60 mg·g-1.伪二级动力学模型和Langmuir模型更符合nZVI@BC1/30对NH+4-N的吸附过程.共存阳离子与NH+4-N之间存在竞争吸附,其对nZVI@BC1/30吸附NH+4-N的影响顺序为:Ca2+＞Mg2+＞K+＞Na+.nZVI@BC1/30吸附NH+4-N的主要机制为氢键结合和离子交换.综上所述,采用纳米零价铁对生物炭进行改性能够提高NH+4-N的吸附效果,提升生物炭在水体脱氮领域的应用潜力.
关键词：生物炭,零价铁,改性,吸附,氨氮(NH+4-N),
