生物炭的化學(xué)改性及其對(duì)銅的吸附研究.pdf

1、生物炭(biochar)因其特殊的結(jié)構(gòu)性質(zhì)而具有較高的環(huán)境污染修復(fù)潛力，生物炭的化學(xué)改性及其在重金屬污染水體的修復(fù)受到了越來越多研究者的關(guān)注。本論文在綜述生物炭的基本理化性質(zhì)、常規(guī)制備技術(shù)、生物炭化學(xué)改性方法以及修復(fù)和治理環(huán)境污染物的基礎(chǔ)上，采用了一種化學(xué)修飾方法，制備了氨基官能團(tuán)改性的生物炭，系統(tǒng)研究了氨基改性生物炭對(duì)典型重金屬銅的吸附應(yīng)用;探究了改性生物炭吸附銅的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)，研究了環(huán)境因素對(duì)吸附過程的影響，并提出吸附機(jī)理。本論文

2、主要得到以下結(jié)論:
　　1.以鋸末biochar為對(duì)象，經(jīng)過硝化反應(yīng)和還原反應(yīng)，制備了氨基官能團(tuán)改性的生物炭。與未改性的生物炭相比，雖然比表面積和表面形貌變化較小，但元素組成和表面官能團(tuán)有較大變化:其中，N元素含量由原來的0.3％增加到4.6％，表明生物炭的表面新增了大量的氨基官能團(tuán)。
　　2.改性生物炭對(duì)重金屬Cu(Ⅱ)的吸附能力達(dá)到未修飾生物炭的5倍;氨基改性生物炭對(duì)重金屬Cu(Ⅱ)的吸附動(dòng)力學(xué)符合偽二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，這表

3、明吸附過程是化學(xué)吸附速率控制的過程;吸附熱力學(xué)研究表明，該吸附過程是一個(gè)吸熱過程，并且其符合朗繆爾吸附等溫線模型，這說明吸附過程是單層吸附的過程。
　　3.模擬的環(huán)境條件實(shí)驗(yàn)表明，在pH為4.0-6.0時(shí)，pH對(duì)氨基修飾生物炭吸附Cu(Ⅱ)的影響較小，腐殖質(zhì)則對(duì)該吸附過程基本沒有干擾，但離子強(qiáng)度和競爭離子則對(duì)吸附過程產(chǎn)生較大影響，離子強(qiáng)度的增加不利于Cu(Ⅱ)的吸附。氨基修飾的生物炭通過柱實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)出對(duì)重金屬的富集能力(有效處理體積