一步热解法制备Cu/Fe双金属生物炭复合材料及其高效吸附Pb^(2+)性能

使用一步热解法制备了Cu/Fe双金属生物炭复合材料(BC@Cu/Fe-X,X=3、5、10)和Fe生物炭复合材料(BC@Fe)。考察了Cu掺杂量对BC@Cu/Fe-X吸附Pb^(2+)的影响,确定最佳掺杂比例。结果显示BC@Cu/Fe-5吸附Pb^(2+)性能最好。考察了吸附时间、Pb^(2+)浓度、p H、背景离子、空气中老化等实验条件对BC@Cu/Fe-5吸附Pb^(2+)的影响。通过动力学、热力学数据拟合分析了BC@Cu/Fe-5吸附Pb^(2+)的行为,利用X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等表征手段解析了BC@Cu/Fe-5吸附Pb^(2+)前后特征峰变化。BC@Cu/Fe-5吸附Pb^(2+)的机理如下:大约42%的Pb^(2+)被还原为Pb^(0),33%的Pb^(2+)形成Pb O/Pb(OH)2,25%的Pb^(2+)与O—H、C—O、C=O、COO、Fe—O等官能团形成配合物。Cu掺杂可以提高Fe还原Pb^(2+)的能力。