两种生物炭对铅离子的吸附特性及其机制

为探索农林废弃物的资源化利用途径及对水体中重金属的处理应用,以花生壳和玉米芯为原料,于600℃下热解制备生物炭,就两种生物炭对Pb^(2+)的吸附性能进行研究,利用等温吸附模型和吸附动力学模型研究了花生壳和玉米芯生物炭对Pb^(2+)的吸附行为,分析了花生壳生物炭和玉米芯生物炭对Pb^(2+)的吸附特性差异及其影响因素。同时,结合FTIR红外表征了生物炭吸附前后官能团的变化,探讨了两种生物炭吸附Pb^(2+)的机制。结果表明:1)花生壳生物炭和玉米芯生物炭吸附Pb^(2+)分别在480和360 min达到吸附平衡,理论最大吸附量分别为20.85、28.51 mg/g;2)Langmuir-Freundlich模型能够很好地描述两种生物炭对Pb^(2+)的等温吸附规律,表明吸附过程包括单分子层和多分子层的多相吸附;花生壳生物炭和玉米芯生物炭对Pb^(2+)的吸附动力学均符合二级动力学模型,表明其对Pb^(2+)的吸附主要是以化学吸附为主,Pb^(2+)与花生壳生物炭和玉米芯生物炭之间的表面吸附和颗粒内扩散是主要影响因素;3)吸附机制主要是阳离子-π键和络合作用。

Characteristics and mechanism of lead adsorption from aqueous solutions on biochar produced from Peanut shell and Corncob granules