改性污泥基生物炭的性质与重金属吸附效果

来源：环境科学杂志2019年第1期北京时间：

作者：陈坦,周泽宇,孟瑞红,刘彦廷,王洪涛,陆文静,金军,刘颖

单位：中央民族大学生命与环境科学学院, 北京 100081,清华大学环境学院, 北京 100084,清华大学环境学院, 北京 100084,国家应对气候变化战略研究和国际合作中心, 北京 100038,清华大学环境学院, 北京 100084,清华大学环境学院, 北京 100084,清华大学环境学院, 北京 100084,清华大学环境学院, 北京 100084,中央民族大学生命与环境科学学院, 北京 100081,中央民族大学生命与环境科学学院, 北京 100081

摘要：为提高污泥基生物炭在高钙溶液体系中对重金属阳离子的吸附能力，将Fe₂O₃、MnO₂、ZnO与市政污泥以质量比1 ∶10（以过渡金属元素质量计）混合共热解，制备改性生物炭；表征改性生物炭的组成、官能团分布和表面性质，考察其对典型重金属阳离子Cd2+的吸附效果.过渡金属氧化物可促进污泥的热解，改性生物炭的H/C原子比均低于0.31，碳链裂解脱氢更彻底.改性生物炭中Fe、Mn保留较好，分别主要以单质和氧化物形态存在；而Zn流失较多.改性生物炭中的孔隙以介孔为主，平均孔径约3.8 nm，比表面积在50 m2·g-1以上.初始浓度约200 mg·L-1的Cd2+溶液中，Ca2+初始浓度从0 mg·L-1升高到约200 mg·L-1，Fe改性生物炭对Cd2+的吸附容量从43.17 mg·g-1降至27.88 mg·g-1，但仍较未改性生物炭高10 mg·g-1以上，在含钙溶液体系中表现出了对Cd2+更强的吸附性能.Fe₂O₃较MnO₂和ZnO对市政污泥基生物炭吸附重金属的强化效果更好.

关键词：市政污泥,生物炭,过渡金属氧化物,吸附,重金属,