鸡蛋壳生物炭对Cu(Ⅱ)和苯胺吸附研究

针对印染废水有机物和重金属混合污染物难以有效去除的问题,本研究以鸡蛋壳为原料制备生物炭吸附剂,利用SEM、XRD和BET等方法分析生物炭理化性能,采用响应曲面法优化最佳吸附条件,研究其对苯胺和Cu(Ⅱ)吸附性能和吸附机理。试验结果表明:磁性鸡蛋壳生物炭的比表面积为改性前的3.98倍,孔隙结构及吸附点位得到优化,多方位提升生物炭的吸附性能。pH是最显著影响因素,pH和生物炭投加量的交互作用对Cu(Ⅱ)和苯胺去除率的影响较大,最佳吸附条件为pH=6.0,吸附剂投加量0.015 g/mL,接触时间24 h,生物炭对Cu(Ⅱ)、苯胺吸附容量为2.00、0.97 mg/g。MESBC对污染物的吸附过程是以化学吸附为主的多分子层混合吸附,符合准二级动力学模型和Freundlich吸附等温模型。MESBC具有较好的循环再生稳定性,重复利用次数不宜超过5次。

鸡蛋壳生物炭的制备及其对Cu(Ⅱ)和苯胺的吸附性能

生物炭吸附剂因其巨大的比表面积和经济环保特性,在水污染治理领域具有广阔的应用前景。利用餐余垃圾鸡蛋壳为原材料制备生物炭吸附剂,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、磁滞回线(VSM)分析鸡蛋壳生物炭理化性能,采用单因素实验分析生物炭对Cu(Ⅱ)和苯胺混合污染物最佳吸附性能,利用磁铁回收负磁吸附剂后进行吸附解吸实验,研究其循环利用的稳定性。结果表明:在热解温度850℃,固液比1∶2,1%KMnO_(4)改性12 h条件下,成功制备出鸡蛋壳生物炭,改性后的生物炭具有良好的吸附空间结构和磁性,比表面积有显著提升。pH=6.0,25℃,Cu(Ⅱ)和苯胺初始浓度为20,10 mg/L,吸附剂15 g/L,吸附时间24 h为生物炭最佳吸附条件,此时Cu(Ⅱ)和苯胺最大吸附容量为1.33,0.64 mg/g。鸡蛋壳生物炭具有良好的循环再生性能,经4次循环再生后,Cu(Ⅱ)和苯胺去除率分别达到82.47%和70.08%。鸡蛋壳生物炭被证明是一种具有潜力的吸附材料。