环氧氯丙烷改性玉米淀粉生物炭的制备及其对水中吡虫啉的吸附性能

吡虫啉是一种常用的新烟碱类农药,因使用量大、水溶性高、半衰期长而普遍存在于水环境中,对生态安全和人体健康构成潜在威胁。生物炭是生物质热解后的固体产物,具备来源广、能耗低、再生容易、环境友好等特点,在吸附领域得到广泛关注。本研究以玉米淀粉为原料,通过环氧氯丙烷交联改性,制备了环氧氯丙烷改性玉米淀粉生物炭(ECSB)。采用扫描电子显微镜等对其结构表征,考察其对吡虫啉的吸附性能,并探究其吸附机理。结果表明:ECSB表面有丰富的孔结构,比表面积为285 m^(2)/g,孔体积为0.162 cm^(3)/g,与未改性的玉米淀粉生物炭(CSB)相比,分别提高了46.5和31.4倍。ECSB对吡虫啉的最大吸附量为70.9 mg/g,其吸附效果比CSB提高了112倍。ECSB对吡虫啉的吸附过程符合准二级动力学和Langmuir等温吸附模型,是一个吸热、熵增的自发反应。ECSB对吡虫啉的吸附机理推断主要归功于孔填充作用,经5次超声波协同乙醇脱吸附技术再生后ECSB的吸附能力仍可达原始吸附能力的96.6%。本研究可为环境中吡虫啉污水的治理及玉米淀粉开发应用提供研究思路和理论基础。