改性稻壳生物炭对水中Cd^2+的吸附性能研究

为提高生物炭对水中Cd^2+的吸附去除性能,以BC1和BC22种稻壳生物炭为基础材料,分别采用NaOH和FeCl 3溶液制备得到NBC1和NBC2以及FBC1和FBC2改性稻壳生物炭,并通过吸附动力学和等温吸附实验研究6种生物炭对水中Cd^2+的吸附性能。结果表明,对于50 mg·L^-1 Cd^2+溶液,当生物炭投加量为1 g·L^-1时,BC1、BC2对Cd^2+的吸附量分别为14.76和13.72 mg·g^-1,NBC1、NBC2对Cd^2+的吸附量分别为未改性稻壳生物炭的3.26和2.47倍,而FBC1、FBC2对Cd^2+的吸附量则仅为未改性稻壳生物炭的1.03和0.74倍,NaOH改性稻壳生物炭能显著提高稻壳生物炭对Cd^2+的吸附能力,而FeCl 3改性对稻壳生物炭吸附Cd^2+的能力影响不大。稻壳生物炭对Cd^2+的吸附符合准二级动力学和Langmuir模型,为单分子层吸附过程;NBC1和NBC2对Cd^2+的最大吸附量(131.58和98.04 mg·g^-1)明显高于FBC1和FBC2(30.30和23.26 mg·g^-1)。与FeCl 3改性相比,NaOH改性显著增强稻壳生物炭对Cd^2+的吸附能力,其主要原因为NaOH使生物炭表面碱性含氧官能团增多,从而增强了生物炭与Cd^2+之间的离子交换和沉淀作用。