NaHCO₃活化荞麦皮生物炭对碘帕醇的吸附

来源：环境科学杂志2023年第1期北京时间：

作者：魏红,赵江娟,景立明,钮金芬,付冉,董雯

单位：西安理工大学西北旱区生态水利国家重点实验室, 西安 710048,西安理工大学西北旱区生态水利国家重点实验室, 西安 710048,陕西科技大学环境科学与工程学院, 西安 710021,西安理工大学应用化学系, 西安 710048,西安理工大学西北旱区生态水利国家重点实验室, 西安 710048,西安理工大学西北旱区生态水利国家重点实验室, 西安 710048

摘要：采用NaHCO₃活化荞麦皮生物炭，优化得到生物炭0.25N-BC[m（NaHCO₃）：m（荞麦皮）=0.25：1]，通过SEM、BET、XRD、Raman、FTIR和XPS等方法进行表征，分析NaHCO₃对生物炭理化性质的影响，探究其对非离子型碘代X射线造影剂碘帕醇（IPM）的吸附性能和机制.结果表明，与荞麦皮生物炭相比（BC），NaHCO₃活化生物炭的结构缺陷程度更高（比表面积和孔体积分别由480.40 m2·g-1和0.29 cm3·g-1增至572.83 m2·g-1和0.40 cm3·g-1，I_D/I_G是BC的1.22倍），表面含碳和含氧官能团数量发生显著变化，极性增强[（N+O）/C由0.15增至0.24]，能够有效吸附IPM，0.25N-BC对IPM最大吸附量达到74.94 mg·g-1，是BC （7.88 mg·g-1）的9.51倍.拟二级吸附动力学和Langmuir、Freundlich等温线模型可很好地拟合0.25N-BC对IPM的吸附，吸附过程主要以化学吸附和单层、非均质多层吸附为主；孔隙填充、氢键、π—π和n—π相互作用是0.25N-BC吸附IPM的主要机制.对比不同碱[KOH、Na₂CO₃、NaHCO₃、KHCO₃和Ca （HCO₃）₂]活化荞麦皮生物炭对IPM的吸附，0.25N-BC吸附效率高，达到吸附平衡时间短，能有效去除实际水体（二沉池出水和湖水）中IPM的残留，并具有良好的循环使用性能，吸附-解吸3次后对IPM的去除率仍保持在74.91%.研究表明NaHCO₃活化荞麦皮生物炭是一种绿色有效，可持续去除含碘有机物的优良吸附剂.

关键词：荞麦皮生物炭,NaHCO3活化,碘帕醇(IPM),吸附行为,吸附机制,