文献类型： 中文期刊

作者： 杨婷婷 ¹ ; 黄艳艳 ¹ ; 柳维扬 ² ; 张婧旻 ¹ ; 杨红竹 ¹ ; 李建宏 ¹ ; 林清火 ¹ ;

作者机构： 1.中国热带农业科学院橡胶研究所/省部共建国家重点实验室培育基地–海南省热带作物栽培生理学重点实验室

2.塔里木大学农学院

关键词： 生物炭;化学改性;表征技术;吸附特性;铜离子

期刊名称： 农业工程学报

ISSN：

年卷期： 2023 年 008 期

页码： 222-230

收录情况： EI ; 北大核心 ; CSCD

摘要： 为研究改性生物炭在水溶液中对Cu²⁺的吸附性能，利用硅酸钠溶液、氯化镁溶液、过氧化氢溶液制备了3种不同改性小麦秸秆生物炭，通过使用扫描电镜-X射线能量色散光谱（scanning electron microscopy combined with energy dispersive X-ray spectroscopy,SEM-EDS）和傅里叶红外光谱（Fourier infrared spectroscopy,FTIR）等技术对改性前后的生物炭进行表征分析，探究其表面形貌、官能团等性质变化。硅酸钠改性生物炭（sodium silicate modified biochar,SBC）的比表面积与孔容最大，分别为43.69 m~2/g、5.30 cm~3/g，比未改性生物炭（biochar,BC）（6.02 m~2/g、1.40 cm~3/g）分别增加了6.25、2.79倍。由SEM-EDS结果表明，改性生物炭均出现C元素质量分数下降、O元素质量分数增加的现象，其中，SBC的C元素和O元素质量分数变化最大，且SBC和氯化镁改性生物炭（magnesium chloride modified biochar,MBC）上负载了大量含Si和Mg的颗粒。FTIR结果表明，改性处理均能增强官能团的峰值，硅酸钠改性增强程度最大。另外，过氧化氢改性生物炭（hydrogen peroxide modified biochar,HBC）、BC、MBC和SBC对Cu²⁺的吸附动力学过程更符合准一级动力学模型，BC、MBC、SBC对Cu²⁺的等温吸附过程更符合Langmuir模型，HBC对Cu²⁺的等温吸附过程更符合Freundlich模型。分析吸附模型参数可知，改性生物炭MBC、SBC和HBC中，SBC对Cu²⁺的吸附能力更强，其理论吸附量可以达到230.20 mg/g，该结果可为改性生物炭对Cu²⁺污染水体的治理提供理论依据。