农林废弃物制备生物炭及其吸附性能研究

以农林废弃物花生壳和松木屑为原材料,在400℃和700℃下热解制备得到4种生物炭,分别记作PH400、PH700、PW400和PW700。选取多环芳烃的典型代表物萘作为污染物,考察4种生物炭对水中萘的吸附能力、动力学特征及相关机理。结果表明,热解温度和原材料对生物炭吸附萘的能力均存在影响。高温下制备的生物炭具有更大的比表面积、芳香性、疏水性以及更发达的孔隙结构;与花生壳生物炭相比,松木屑生物炭具有更大的比表面积和微孔体积。4种生物炭对萘的吸附量为:PW700(146 mg/g)>PH700(78.7 mg/g)>PH400(29.6 mg/g)>PW400(24.4 mg/g)。经动力学模型、颗粒内扩散模型和吸附等温线数据拟合,发现4种生物炭对萘的吸附更符合准二级动力学模型和Freundlich模型,而对颗粒内扩散的拟合呈现不同,花生壳生物炭的吸附过程分为3个阶段,松木屑生物炭则两阶段达到平衡,这说明萘的吸附不是单纯的单分子层吸附,还与生物炭提供的吸附位点有关,且内扩散不是唯一的限速步骤。