高锰酸钾改性椰壳生物炭对水中Cd(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的去除性能及机制

来源：环境科学杂志2023年第1期北京时间：

作者：张凤智,王敦球,曹星沣,刘桥京,岳甜甜,刘立恒

单位：桂林理工大学环境科学与工程学院, 桂林 541006,桂林理工大学环境科学与工程学院, 桂林 541006,桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心, 桂林 541006,桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室, 桂林 541006,桂林理工大学环境科学与工程学院, 桂林 541006,桂林理工大学环境科学与工程学院, 桂林 541006,桂林理工大学环境科学与工程学院, 桂林 541006,桂林理工大学环境科学与工程学院, 桂林 541006,桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心, 桂林 541006,桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室, 桂林 541006

摘要：以高锰酸钾改性商业椰壳生物炭(MCBC)为吸附剂,探讨了它对Cd (Ⅱ)和Ni (Ⅱ)的去除性能及机制.当初始pH和MCBC投加量分别为5和3.0 g·L-1时,Cd (Ⅱ)和Ni (Ⅱ)的去除率均高于99%.Cd (Ⅱ)和Ni (Ⅱ)的去除更符合准二级动力学模型,表明它们的去除以化学吸附为主;Cd (Ⅱ)和Ni (Ⅱ)去除的控速步骤为快速去除阶段,而该阶段的速率取决于液膜扩散和颗粒内扩散(表面扩散).Cd (Ⅱ)和Ni (Ⅱ)主要通过表面吸附和孔隙填充附着在MCBC上,表面吸附的贡献更大;MCBC对Cd (Ⅱ)和Ni (Ⅱ)的饱和吸附量分别为57.18 mg·g-1和23.29 mg·g-1,约为前驱体(椰壳生物炭)的5.74倍和6.97倍.Cd (Ⅱ)和Ni (Ⅱ)的去除是自发的、吸热的,具有较为明显的化学吸附热力学特征.Cd (Ⅱ)通过离子交换、共沉淀、络合反应和阳离子-π相互作用附着在MCBC上;而Ni (Ⅱ)则是通过离子交换、共沉淀、络合反应和氧化还原反应被MCBC去除;其中,共沉淀和络合作用是Cd (Ⅱ)和Ni (Ⅱ)表面吸附的主要方式,且络合产物中无定形的Mn—O—Cd或Mn—O—Ni的占比可能会较高.研究结果将为商业生物炭在重金属废水处理中的实际应用提供重要的技术支持和理论依据.

关键词：高锰酸钾改性,椰壳生物炭(MCBC),Cd(Ⅱ)和Ni(Ⅱ),吸附,去除性能及机制,