摘要

以花生殼和中藥渣為原料，分別于300、350、400、500、600℃下慢速熱解制備生物炭，并表征其物理化學(xué)性質(zhì).研究不同pH、吸附時(shí)間和Cd（Ⅱ）濃度下生物炭對(duì)Cd（Ⅱ）的吸附特征.結(jié)果表明，隨著熱解溫度的升高，生物炭的碳化程度增加，比表面積增大，含氧官能團(tuán)數(shù)量減少，π共軛芳香結(jié)構(gòu)更加完備，Ca和Mg等無機(jī)元素不斷富集，礦物溶解性降低，導(dǎo)致了Cd（Ⅱ）在不同熱解溫度生物炭上吸附能力及機(jī)制的差異.隨溶液pH的升高（2.0~6.0），生物炭對(duì)Cd（Ⅱ）的吸附量逐漸增加.吸附過程可分為快吸附和慢吸附兩個(gè)階段，吸附速度受膜擴(kuò)散、顆粒內(nèi)擴(kuò)散和沉淀作用、離子交換等過程的控制.隨熱解溫度的升高，快吸附在生物炭對(duì)Cd（Ⅱ）的吸附中所占比例逐漸降低.高溫生物炭（≥500℃）中含氧官能團(tuán)的銳減及難溶晶體礦物的形成降低了其對(duì)Cd（Ⅱ）的快吸附速率.沉淀和離子交換可能是低溫生物炭（≤400℃）吸附Cd（Ⅱ）的主要機(jī)制；高溫生物炭（≥500℃）中更完備的π共軛芳香結(jié)構(gòu)增加了Cd-π作用對(duì)吸附的貢獻(xiàn)，而難溶磷酸鹽和碳酸鹽的形成則降低了沉淀作用對(duì)吸附的貢獻(xiàn).這些研究結(jié)果為篩選對(duì)Cd（Ⅱ）具有高效去除或固持能力的功能生物炭（designerbiochar）提供了重要的理論數(shù)據(jù).

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