生物炭负载水滑石复合材料的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能

编号：FTJS106949

篇名：生物炭负载水滑石复合材料的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能

作者：贺圭益 颜智勇 刘耀驰

关键词： 甘蔗渣 生物炭 层状双金属氢氧化物(水滑石) BC@MnAl-LDHs复合材料 吸附性能 Cr(Ⅵ)

机构： 湖南农业大学环境与生态学院 中南大学化学化工学院

摘要： 以甘蔗渣纤维为原材料,采用碳化法和共沉淀法制备改性生物炭类吸附材料BC@MnAl-LDHs,通过静态试验研究BC@MnAl-LDHs的投加量(0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0 g/L)、溶液初始pH(3、4、5、6、7、8)、污染物初始质量浓度(5、10、20、40、60、80、100 mg/L)、温度(298、303、308、313 K)和吸附反应时间(2、15、60、120、180、240、480、600、720 min)对其吸附Cr(Ⅵ)的影响,并运用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、比表面积及孔隙度分析(BET)对吸附Cr(Ⅵ)前后的BC@MnAl-LDHs进行表征与分析,同时分析其吸附机理。结果表明:当BC@MnAl-LDHs投加量为2.0 g/L、Cr(Ⅵ)初始质量浓度为10 mg/L、pH为3时,Cr(Ⅵ)去除率可达95%以上,改性提高了甘蔗渣活性炭对Cr(Ⅵ)的去除效率;BC@MnAl-LDHs对Cr(Ⅵ)的吸附等温线更符合Freundlich吸附模型,在313 K下,用Langmuir模型拟合得到其饱和吸附量为56.42 mg/g,符合拟二级动力学模型,吸附过程为多分子层、自发、吸热的化学吸附过程;BC@MnAl-LDHs含有丰富的含氧官能团,有助于其对Cr(Ⅵ)的去除,BC@MnAl-LDHs对Cr(Ⅵ)的吸附作用主要包括氧化还原、离子交换和静电吸附。