玉米秸秆和玉米芯生物炭对水溶液中无机氮的吸附性能

来源：中国环境科学杂志2016年第1期北京时间：

作者：武丽君, 王朝旭, 张峰, 崔建国

单位：1. 太原理工大学环境科学与工程学院, 山西 太原 030024; /\r\n2. 山西省市政工程研究生教育创新中心, 山西 太原 030024

摘要：为探明玉米秸秆和玉米芯生物炭对水溶液中无机氮的吸附性能,研究了其对NH4+-N、NO3--N和NO2--N的吸附动力学过程;并用等温吸附模型对NH4+-N和NO3--N的吸附过程进行拟合,探讨制得生物炭对无机氮的吸附机理.结果表明,400℃和600℃制得玉米秸秆和玉米芯生物炭均呈碱性,表现为400℃ < 600℃;同种原材料,与400℃制得生物炭相比,600℃制得生物炭碱性含氧官能团数量较多,而酸性含氧官能团数量较少.400℃制得生物炭对NH4+-N的吸附能力较强(玉米秸秆和玉米芯生物炭的平衡吸附量分别为4.22和4.09mg/g);而600℃制得生物炭对NO3--N和NO2--N的吸附能力较强(玉米秸秆和玉米芯生物炭对NO3--N的平衡吸附量分别为0.73和0.63mg/g;对NO2--N的平衡吸附量分别为0.55和0.35mg/g).与NO3--N和NO2--N相比,玉米秸秆和玉米芯生物炭对NH4+-N的吸附能力更强,4种生物炭对NH4+-N的平衡吸附量是NO3--N/NO2--N的4.29~20.2倍.等温吸附模型拟合研究表明,玉米秸秆和玉米芯生物炭对水溶液中NH4+-N和NO3--N的吸附过程均可用Freundlich模型描述,其在生物炭表面的吸附是多分子层吸附.

关键词：生物炭,无机氮,吸附性能,含氧官能团

基金资助：

国家自然科学基金项目(41503074,51408397);山西省自然科学基金项目(2015011081);山西省研究生优秀创新基金项目(20143049);太原理工大学研究生创新基金项目(S2014070)