碱和磁复合改性小麦秸秆生物炭对水体中镉的吸附特性及机制

来源：环境科学杂志2020年第1期北京时间：

作者：崔志文,任艳芳,王伟,张黎明,张陆云,王曦玥,何俊瑜

单位：常州大学环境与安全工程学院, 常州 213164,江苏省石油化工安全与环保工程研究中心, 常州 213164,常州大学环境与安全工程学院, 常州 213164,江苏省石油化工安全与环保工程研究中心, 常州 213164,贵州大学农学院, 贵阳 550025,常州大学环境与安全工程学院, 常州 213164,江苏省石油化工安全与环保工程研究中心, 常州 213164,常州大学环境与安全工程学院, 常州 213164,江苏省石油化工安全与环保工程研究中心, 常州 213164,常州大学环境与安全工程学院, 常州 213164,江苏省石油化工安全与环保工程研究中心, 常州 213164,常州大学环境与安全工程学院, 常州 213164,江苏省石油化工安全与环保工程研究中心, 常州 213164,常州大学环境与安全工程学院, 常州 213164,江苏省石油化工安全与环保工程研究中心, 常州 213164,贵州大学农学院, 贵阳 550025

摘要：通过对小麦秸秆生物炭（BC）进行碱和磁复合改性得到改性小麦秸秆生物炭（FKC），在SEM-EDS、BET、FT-IR、XRD和VSM等表征的基础上，研究了FKC对水中Cd2+的吸附特性及温度、pH值和投加量等对吸附特性的影响，探讨了碱和磁复合改性提高小麦秸秆生物炭吸附Cd2+性能的机制.结果表明，与BC相比，KFC结构疏松多孔，表面积增加了19.11倍，O—H、C=O、C=C等芳香族和含氧官能团数量增多，并且出现新的官能团Fe—O.FKC具有磁性，其磁化强度为8.43 emu·g-1，能够回收重复使用.FKC对Cd2+的吸附更符合准二级动力学和Langmuir等温吸附模型，表明其主要以化学吸附为主，FKC的理论最大平衡吸附量为23.44 mg·g-1，是BC的1.47倍.FKC对Cd2+的吸附是自发的吸热过程.在pH为2~8范围内，随pH的升高FKC的吸附能力逐渐提高.生物炭的投加量为10 g·L-1较好.经3次"吸附-解吸-再吸附"循环后，FKC对Cd2+的吸附量仍达到17.71 mg·g-1，表明其有良好的重复利用性.该研究结果可为碱和磁复合改性小麦秸杆生物炭应用于Cd污染废水处理提供理论指导.

关键词：生物炭(BC),改性,镉(Cd),吸附特性,回收利用,