香蕉茎秆生物炭的制备及其对铜离子的吸附特性

香蕉茎秆经过高锰酸钾氧化预处理后于600℃缓慢热解制得生物炭。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、元素分析仪和比表面积及微孔分析仪对生物炭进行表征,批量吸附实验考察其对Cu~(2+)的吸附特性,研究p H、吸附时间、吸附温度和金属离子初始浓度对吸附的影响。从吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学判断吸附类型。结果表明:与未处理香蕉茎秆生物炭对比发现,氧化预处理生物炭表面覆盖有MnO_x微粒,且含有更多的含氧官能团,拥有更大的表面积。其对铜离子的去除主要通过表面吸附包括表面MnO_x颗粒和含氧官能团,对Cu~(2+)有很强的吸附能力,实验中最大吸附容量为81.36mg/g,吸附效果明显好于未预处理生物炭,吸附过程符合准二级动力学方程,可以用Langmuir吸附等温线模型来描述,热力学参数ΔH00,ΔG00,表明该吸附是一个自发的吸热过程。