牛粪和核桃壳生物炭对水溶液中Cd²⁺和Zn²⁺的吸附研究   总被引：4，自引：4，他引：0  

刘剑楠  封吉猛  李丹  王欣泽  单爱党 《农业环境科学学报》2019,38(5):1142-1150

为有效去除水溶液中Cd~(2+)和Zn~(2+),以牛粪和核桃壳为原料,在不同热解温度下制取生物炭,采用等温吸附法和动力吸附法研究生物炭对水溶液中Cd~(2+)和Zn~(2+)的吸附效果和动力学特性,通过生物炭吸附前后的XRD和FTIR表征对比,探究其吸附机理。结果表明:生物质原材料的种类和热裂解温度是影响生物炭吸附效果的两大因素,牛粪生物炭比核桃壳生物炭吸附效果好,700℃制备的生物炭比300℃制备的生物炭吸附效果好;生物炭对Cd~(2+)和Zn~(2+)的吸附符合Langmuir方程;700℃制备的牛粪生物炭(DM700)对Cd~(2+)和Zn~(2+)的吸附性能最佳,饱和吸附量分别为117.5 mg·g~(-1)和59.4 mg·g~(-1),其吸附过程由快速吸附和慢速吸附两个阶段组成,符合准二级动力学方程;吸附机理主要是生物炭中的羟基和羧基与Cd~(2+)、Zn~(2+)间发生离子交换和络合反应,Cd~(2+)、Zn~(2+)被吸附后进一步生成CdCO_3和Zn_3(PO_4)_2沉淀。这说明,DM700具备作为水溶液中Cd~(2+)、Zn~(2+)吸附剂的潜力,本研究为生物炭去除水中重金属和土壤重金属污染的修复提供了理论依据与应用参考。  相似文献   

高铁酸钾/高锰酸钾改性生物炭对Cd²⁺的吸附研究   总被引：1，自引：1，他引：0  

蒋子旸  徐敏  伍钧 《农业环境科学学报》2021,40(4):876-883

为增强生物炭对Cd的吸附性能,以600℃制备的酒糟生物炭(BC)为原料,采用K_2FeO_4和KMnO_4氧化活化的方式制备改性生物炭,分别标记为BCFE和BCMN,采用全自动比表面积和孔隙度分析仪(BET)、电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)对改性前后酒糟生物炭的性质进行分析,并探究改性生物炭对Cd~(2+)的吸附效果。结果表明,添加K_2FeO_4和KMnO_4可有效地将Fe和Mn负载到生物炭上,分别在生物炭表面生成铁氧化物与锰氧化物。BCFE的总官能团含量分别是BC和BCMN的1.8倍和1.5倍,BCFE的含氧官能团与芳香性结构更为丰富。K_2FeO_4和KMnO_4改性显著提高了生物炭的比表面积,3种材料比表面积表现为:BCFE(2 302.0m~2·g-1)BCMN(521.3 m2·g-1)BC(245.9 m2·g-1)(P0.05),BCFE的比表面积分别是BC和BCMN的9.4倍和4.4倍。吸附试验结果显示,当达到吸附平衡时,3种材料对Cd~(2+)的吸附量大小表现为BCFE(7.46 mg·g-1)BCMN(5.61 m2·g-1)BC(1.46 m2·g-1)(P0.05)。3种生物炭对Cd~(2+)的吸附动力学模型均符合准二级动力学模型,吸附速率由快至慢排序为:BCFEBCMNBC;吸附等温模型均符合Langmuir模型,吸附过程为单分子层吸附,最大吸附量(Qm)表现为:BCFEBCMNBC。因此,K_2FeO_4和KMnO_4改性处理显著改善了生物炭的结构,提高了对Cd的吸附能力,且K_2FeO_4改性效果明显优于KMnO_4。可见,经K_2FeO_4改性的生物炭具有较好的吸附潜力,可作为Cd废水处理的有效材料。  相似文献   

微生物陈化可提升麦秆水热炭对Cd²⁺吸附性能   总被引：1，自引：1，他引：0  

花昀  刘杨  冯彦房  何华勇  杨梖  杨林章  薛利红 《农业环境科学学报》2020,39(7):1613-1622

为提升水热炭对Cd~(2+)的吸附性能,使用麦秆水热炭,在厌氧发酵条件下对其进行微生物陈化改良,通过扫描电镜(SEM)、比表面积和孔分析(BET)、红外光谱分析(FTIR)、X射线光电子能谱分析(XPS)等现代技术手段对水热炭微生物改良前后的表面特性进行了系统表征,并通过吸附实验考察了微生物陈化过程对水热炭吸附Cd~(2+)的过程及机制。结果表明:随陈化时间的增加,水热炭的比表面积提升近5倍;pH由酸性逐渐接近中性;水热炭陈化后表面负电荷增多;O/C增加、H/C减少;表面C-C键强度降低,而含氧官能团相对强度增加。微生物陈化过程显著提升了水热炭对Cd~(2+)的吸附能力。微生物陈化水热炭对Cd~(2+)的吸附能力与体系pH值和温度呈正相关。微生物陈化水热炭对Cd~(2+)的吸附机制以化学吸附为主导,主要为单分子层均相吸附;官能团络合、表面静电作用、离子交换、π键配位作用对Cd~(2+)的吸附起到了重要作用。研究表明,微生物陈化处理可显著改变水热炭的孔隙结构并提升对Cd~(2+)的吸附性能。  相似文献   

BS+DT和BS+SDS复配修饰红壤对Cd²⁺吸附的比较     

张凌恺  张洋  YEK Sambath  孟昭福  任爽  路浩源 《农业环境科学学报》2019,38(10):2346-2353

为了比较两性-阳离子和两性-阴离子复配修饰可变电荷土壤对Cd~(2+)吸附的差异,采用阳离子型表面修饰剂十二烷基三甲基溴化铵(DT)和阴离子型表面修饰剂十二烷基磺酸钠(SDS)分别对十二烷基二甲基甜菜碱(BS)两性修饰红壤进行复配修饰,以批处理法研究各供试土样的等温吸附及热力学特征,并对比了修饰比例、温度、pH和离子强度对吸附的影响。结果表明:阳、阴离子对两性修饰红壤的复配修饰具有相反的效应,BS+DT复配修饰红壤对Cd~(2+)吸附量随DT修饰比例的增加而减小,BS+SDS复配修饰红壤对Cd~(2+)的吸附量随SDS修饰比例的增加而增加。供试土样对Cd~(2+)饱和吸附量呈现出BS+SDSBSCK(红壤)BS+DT的规律,Sips模型能够较好地描述Cd~(2+)在各供试土样上的吸附机制。各供试土样对Cd~(2+)的吸附均呈现出吸热、熵增、自发的特征,低离子强度和高pH有利于Cd~(2+)的吸附。可变电荷土壤表面负电荷数量较少是造成阳、阴离子复配修饰对Cd~(2+)吸附差异的关键因素。  相似文献   

改性棕榈树纤维生物质炭的制备及其对溶液中Pb²⁺的吸附性能分析   总被引：1，自引：1，他引：0  

温嘉伟  王辉  张浩  姜军 《农业环境科学学报》2021,40(5):1088-1096

为提高生物质炭对重金属的吸附性能,以棕榈树纤维为原材料制备了棕榈树纤维生物质炭(NPB)、KOH活化正交优化生物质炭(PB)及负载改性纳米二氧化硅生物质炭(PBS)。分别采用红外光谱、扫描电镜等对制备的生物质炭进行表征,比较了其碘吸附值大小及对水中Pb~(2+)的吸附效果,并分析了吸附动力学和等温吸附特性。结果表明:PB、PBS较NPB增加了表面吸附位点,比表面积、总孔体积及最大吸附容量显著增加,PB吸附Pb~(2+)的过程符合准二级动力学模型,PBS吸附Pb~(2+)的过程符合准一级动力学模型,PB、PBS对Pb~(2+)的最大吸附容量分别为110.89、151.63 mg·g~(-1);通过比较Langmuir和Freundlich模型拟合方程相关参数可知,PB、PBS对Pb~(2+)的吸附过程为匀质、单双层同时进行,更加符合Langmuir方程。研究表明,PBS对Pb~(2+)的吸附性能最好(较PB吸附性能提升了1.37倍),负载改性效果显著,具有良好的应用潜力。  相似文献   

丝瓜络固定生物氧化锰吸附重金属离子     

孟佑婷 《农业环境科学学报》2021,40(4):859-865

为了考察丝瓜络固定生物氧化锰对不同重金属离子的吸附特性,本研究将锰氧化芽孢杆菌Bacillus cereus CP133固定于经过NaOH预处理的丝瓜络表面并合成生物氧化锰,制备复合生物吸附剂LIBMOs;通过扫描电镜(SEM)和傅里叶红外变换光谱(FTIR)分析LIBMOs的表面性质;考察LIBMOs对重金属离Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)和Zn~(2+)的吸附特性。结果表明,NaOH预处理改善了丝瓜络的表面性质,提高了亲水性,使其能够高效地固定Bacillus cereus CP133和生物氧化锰微粒。NaOH预处理丝瓜络固定生物氧化锰的比例明显高于未经处理的天然丝瓜络,14 d后生物氧化锰固定化比例分别为79.66%和49.39%;采用Langmuir和Freundlich模型对LIBMOs吸附重金属离子的等温吸附实验数据进行拟合的结果表明,Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附行为同时符合Langmuir和Freundlich模型(R2 0.95),但Langmuir模型能更好地拟合LIBMOs对4种重金属离子的吸附行为(R2 0.98)。LIBMOs对Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)和Zn~(2+)理论饱和吸附量(LIBMOs 2.0 g?L~(-1), pH 6.0和25℃时)分别为0.81、0.68、0.51 mmol?g-1和0.41 mmol?g-1。采用准一级动力学模型和准二级动力学模型对吸附动力学实验数据进行拟合,4种重金属离子的吸附动力学过程更符合准一级动力学模型(R20.95)。以上结果表明,用丝瓜络制备的LIBMOs可作为处理重金属废水的吸附剂。  相似文献   

紫苏基活性炭对铅镉二元离子的吸附研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

郑梅琴  彭军  林瑞余  郑新宇 《江西农业大学学报》2019,41(5)

以磷酸法制备紫苏基活性炭,通过对其进行磁性改性后用作吸附剂,考察活性炭投加量、吸附时间、初始溶液pH和重金属离子浓度等影响因素对二元溶液中Pb~(2+)和Cd~(2+)去除效果的影响。采用红外光谱(FTIR)对吸附剂的表面结构进行表征。结果表明,在50 mL pH=5的水溶液中,加入0.05 g活性炭吸附30 min后,其对Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附容量达到最大值,分别为141.805和46.083 mg/g,去除率分别高达99.77%和99.80%。吸附动力学分析结果表明,该活性炭对Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附满足准二级动力学模型。上述结果表明紫苏有望成为制备金属离子吸附剂的潜在材料。  相似文献   

耐镉芽孢杆菌对Cd2+的吸附机制     

余雪梅  彭书明  王洪婷  伏媛  李璟  张山 《江苏农业科学》2019,47(20)

从攀枝花矿区淤泥样品中通过逐级提高Cd~(2+)浓度进行驯化,获得1株高耐镉菌株PFYN01,经16S rDNA PCR鉴定为芽孢杆菌(Bacillus sp),最大耐Cd~(2+)浓度为3 900 mg/L。研究初始Cd~(2+)浓度、pH值、菌量对菌株吸附Cd~(2+)的影响,利用扫描电镜(SEM)和傅叶里红外光谱(FTIR)探究菌株吸附机制。结果表明,PFYN01在初始Cd~(2+)浓度为75 mg/L、菌量为1.0 g/L、pH值为5.0时,对Cd~(2+)的吸附率达到34.98%;吸附符合Langmuir模型,最大吸附量为1.974 mg/g。对比分析Cd~(2+)吸附前后的细胞形态和红外光谱变化,证实了"细胞成分羟基(O—H)、酰胺基(N—H)、烃基(C—H)、羧基■、羰基(—COOH)参与了Cd~(2+)与PFYN01的相互作用"的结论。PFYN01是一株对Cd~(2+)有较强吸附能力的细菌菌株,对其吸附Cd~(2+)影响因素及吸附机制研究的结果将为重金属污染微生物修复提供指导。  相似文献   

改性甘蔗渣吸附废水中低浓度Cd~(2+)和Cr~(3+)的研究     

熊佰炼  崔译霖  张进忠  张明晓  邢赜 《西南大学学报》2010,32(1)

在微波作用下,用尿素改性甘蔗渣制备螯合型吸附剂.采用静态摇瓶实验,研究了改性甘蔗渣吸附低浓度Cd~(2+)和Cr~(3+)的影响因素、动力学和热力学特性.结果表明,吸附Cd~(2+)和Cr~(3+)的最佳pH分别为6和4;吸附平衡时间分别为2 h和12 h;温度时吸附的影响不显著.改性甘蔗渣吸附Cd~(2+)和Cr~(3+)的动力学过程可以用二级动力学模型描述;Cd~(2+)的等温吸附行为可以用Langmuir和Freundlich方程描述,Cr~(3+)的吸附行为可以用Langmuir方程描述,它们的饱和吸附量分别为12.38 mg/g,23.92 mg/g;吸附Cd~(2+)和Cr~(3+)的△H分别为-5.70 kJ/mol和33.36 kJ/mol,ΔS分别为-25.28 J/(mol·K)和165.47 J/(mol·K);在290-320 K时,吸附Cd~(2+)和Cr~(3+)的△G分别为-13.09～-13.77 kJ/mol和-15.05～-19.91 kJ/mol;改性甘蔗渣吸附Cd~(2+)和Cr~(3+)分别为自发进行的放热和吸热过程.通过对甘蔗渣改性前后、吸附重金属离子前后的红外光谱分析,改性渣吸附Cd~(2+)和Cr~(3+)起重要作用的基团是为酰胺官能团.

Abstract：

Under the irradiation of microwave,sugarcane bagasse was modified by urea to prepare a chelating adsorbent.The influencing factors of the adsorption of low-concentration Cd~(2+)and Cr~(3+)by modified sugarcane bagasse and its kinetic and thermodynamic characteristics were studied using static-state shaking experiment.The optimal pH values of the adsorption solutions for Cd~(2+)and Cr~(3+)were 6.0 and 4.0 and the equilibrium time for the adsorption of Cd~(2+)and Cr~(3+)were 2 h and 12 h,respectively,while temperature had no significant effect on adsorption.The adsorption processes for Cd~(2+)and Cr~(3+)by sugarcane bagasse can be described by the second kinetic equation,and the isothermal adsorption behavior for Cd~(2+)by Langmuir and Freundlich equations,while Langmuir equation can be used to describe the adsorption of Cr~(3+).The saturated adsorption quantities of Cd~(2+)and Cr~(3+) were 12.38 mg/g and 23.92 mg/g,the changes in enthalpy(△H)were -5.70 kJ/mol and 33.36 kJ/mol,and the changes in entropy(△S)were -25.28 J/(mol·K)and 165.47 J/(mol·K),respectively.When the temperature was in the range of 290 K to 320 K,the Gibbs free energies(G)of Cd~(2+)and Cr~(3+)were from -13.09 to -13.77 kJ/mol and from -15.05 to 19.91 kJ/mol,respectively,indicating that the adsorption is a spontaneous exothermic process for Cd~(2+)and a spontaneous endothermic process for Cr~(3+).Infrared spectroscopy showed that acylamide functional group plays an important role in the adsorption of the modified bagasse to Cd~(2+)and Cr~(3+).  相似文献   

不同前处理方式下钠基蒙脱石对重金属镉的吸附研究   总被引：3，自引：1，他引：2  

魏凤  徐怀洲  向春晓  刘颖  袁林  杨刚 《农业环境科学学报》2018,37(3):456-463

采用不同前处理方式(100℃烘干、200℃煅烧、300℃煅烧、冻干)制备出钠基蒙脱石,通过表征手段分析了其理化性质差异,并考察了其对溶液中Cd~(2+)的吸附行为,以探究不同前处理方式对钠基蒙脱石物化性质的影响及对Cd~(2+)吸附的差异。结果表明:不同前处理方式对钠基蒙脱石比表面积、孔容与层间距等物理性质影响较大,但对表面官能团、阳离子交换量等化学性质影响较小。吸附动力学显示钠基蒙脱石对镉的吸附符合拟二级动力学方程,属离子交换吸附,24 h可达吸附平衡;吸附等温线符合Langmuir等温线方程,属单层吸附。不同方式处理的钠基蒙脱石对于Cd~(2+)吸附效果是有差异的。300℃煅烧处理的钠基蒙脱石吸附效果最好,饱和吸附量达到11.1 mg·g~(-1);100℃烘干处理的钠基蒙脱石吸附量最差,饱和吸附量为9.1 mg·g~(-1)。  相似文献   

腐植酸和巯基改性生物炭对水中Cd²⁺的吸附性能和机制研究          下载免费PDF全文

来张汇  张小龙  何慕雨  方若超  孙盛进 《农业环境科学学报》2023,42(9):2049-2058

本研究以水稻秸秆为原料制备生物炭（BC300），通过使用腐植酸和3-巯丙基三甲氧基硅烷（3-MPTS）丰富其表面官能团，得到腐植酸改性生物炭（HBC300）和巯基改性生物炭（SBC300）两种改性生物炭，分析改性生物炭对Cd²⁺的吸附能力，借助FT-IR、XPS和Boehm滴定等表征手段和密度泛函理论（DFT）计算探究改性生物炭的理化性质及官能团对吸附Cd²⁺的作用。结果表明：改性过程改变了生物炭的理化性质，HBC300表面增加了COOH和OH官能团，而SBC300表面COC、CO和SH官能团增多。通过丰富其生物炭表面官能团提升了生物炭对Cd²⁺吸附反应速率和吸附性能，表现出改性生物炭在水中去除Cd²⁺的潜力。其中，SBC300对Cd²⁺吸附效果最佳，其最大平衡吸附容量为49.5 mg·g^-1，但吸附反应速率小于HBC300，符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型，此吸附过程为单分子层吸附并受化学吸附控制。表征数据及DFT计算拟合数据结果表明，生物炭表面修饰官能团加快了对Cd²⁺吸附反应速率，但COC和CO官能团限制了SBC300对Cd²⁺的吸附反应速率。  相似文献   

壳聚糖、铁锰改性稻壳生物炭的表征及其Cd²⁺吸附性能研究          下载免费PDF全文

王江南  孙晓雪  杨玲辉  姜楠  张淼  刘遵奇  赫天一 《农业环境科学学报》2023,42(9):1964-1973

为改善稻壳炭对Cd²⁺的吸附能力，分别选用壳聚糖、硝酸铁与高锰酸钾对稻壳生物炭进行改性，成功制备了壳聚糖改性稻壳炭（C-BC）和铁锰改性稻壳炭（FM-BC），表征了各稻壳炭的基础理化性质，包括比表面积分析（BET）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射表征（XRD），进行了动力学吸附实验和等温吸附实验，并在不同pH和投加量条件下，研究了改性生物炭对Cd²⁺的吸附量和去除率。结果表明：两种改性方式均减小了稻壳炭的比表面积和总孔隙体积； FM-BC含有Mn-O、Fe-O的特征官能团，此外改性前后稻壳炭的官能团类型基本不变；两种改性方式均使稻壳炭产生了对应的晶体结构变化。两种改性炭对Cd²⁺动力学吸附特征均符合准二级动力学模型，颗粒内扩散模型均分为3个阶段，对Cd²⁺等温吸附特征均符合Langmuir模型； C-BC和FM-BC的最大吸附量分别为25.51 mg·g^-1和16.25 mg·g^-1，是BC （14.97 mg·g^-1）的1.7倍和1.08倍。随着溶液pH增加，C-BC和FMBC的吸附量和去除率逐渐增加，且始终高于BC；随着投加量的增加，C-BC和FM-BC的Cd²⁺去除率逐渐增加，而吸附量逐渐降低。两种改性方式均能够在一定程度上提高稻壳炭对Cd²⁺的吸附能力，均以单分子层化学吸附占主导，C-BC的最大吸附量明显高于FM-BC，适度调整溶液pH和投加量可改善改性稻壳炭的Cd²⁺吸附效果。  相似文献   

3种新型改性玉米秸秆生物炭对Cd²⁺吸附特性的比较     

陈欣洁  叶燕清  杨浙湘  黄兴洲  周曦  张温尔  李荭荭 《安徽农业大学学报》2023,50(6):1006

为比较3种新型改性生物炭对溶液中镉（Cd）的吸附行为,以玉米秸秆生物炭为原料,制备巯基改性生物炭（S-BC）、铁改性生物炭（Fe-BC）和氮掺杂生物炭（N-BC）,分析改性前后生物炭的元素组成、比表面积、表面官能团等性质的变化,通过系统的吸附试验,比较3种改性生物炭对Cd的吸附性能和作用机理。结果表明：与未改性生物炭（BC）相比,N-BC和Fe-BC比表面积分别增加了6.3和9.0倍,总孔体积分别增加了2.68和4.08倍。S-BC因改性后表面光滑,使得生物炭比表面积减小,但其表面官能团变化明显,S-BC在2 977 cm^-1处出现新的吸收峰对应脂肪族（C-H）的伸缩振动,而且在1 089 cm^-1、1 044 cm^-1位置出现双特征吸收峰。3种生物炭对Cd²⁺的吸附主要为化学吸附过程为主,且Langmuir吸附等温线模型所拟合的热力学吸附优于Freundlich吸附等温模型,推测N-BC、Fe-BC、S-BC 3种生物炭对Cd²⁺的吸附过程为单分子层物理吸附。通过Langmuir模型计算可以得到几种生物炭对Cd²⁺最大吸附量表现为Fe-BC (69.11 mg·g^-1) > N-BC (61.92 mg·g^-1) > S-BC (53.85 mg·g^-1) > BC (40.34 mg·g^-1)。  相似文献   

纳米Fe₃O₄负载酸改性炭对水体中Pb²⁺、Cd²⁺的吸附     

李静  邵孝候  林锴  毛欣宇  秦恒基 《农业环境科学学报》2020,37(2):241-251

为探讨纳米Fe₃O₄负载联合硝酸改性椰壳炭对Pb²⁺、Cd²⁺单一及复合溶液的吸附特性,通过静态吸附实验,针对吸附剂的表面特性、投加量、溶液初始pH、吸附时间、重金属初始浓度等影响因素进行了探讨,应用等温吸附模型及吸附动力学模型对吸附特性进行了研究。结果表明,纳米Fe₃O₄负载酸改性炭比表面积较未改性椰壳炭增加了221.03 m²·g^-1,表面含氧官能团如O-H、C=O、C-O-C增加,芳香性增强,等电点提高至5.68。从经济效率角度考虑5 g·L^-1为合理吸附剂用量,pH为5.0时,吸附效果最好,吸附在4 h达到平衡。准二级动力学模型对吸附的拟合度更高,吸附主要是化学吸附,吸附由快速外扩散和颗粒内扩散共同作用,Pb²⁺、Cd²⁺的吸附分别更符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型。纳米Fe₃O₄负载酸改性椰壳炭对Pb²⁺、Cd²⁺的最大吸附量（Q_m）分别达42.54 mg·g^-1和25.79 mg·g^-1,为未改性椰壳炭的1.87倍和2.23倍,复合溶液中Pb²⁺、Cd²⁺的Q_m分别为单一溶液的65.16%和54.21%,这揭示了离子共存条件下的吸附竞争现象。研究表明,纳米Fe₃O₄负载联合硝酸改性提高了椰壳炭对Pb²⁺、Cd²⁺的吸附能力,且Pb²⁺的吸附性能及吸附竞争性优于Cd²⁺。  相似文献   

猕猴桃木生物质炭对溶液中Cd²⁺、Pb²⁺的吸附及应用研究   总被引：2，自引：1，他引：1  

任春燕  郭堤  刘翔宇  李荣华  杜娟  张增强 《农业环境科学学报》2019,38(8):1982-1990

为探讨生物质炭对废水中重金属的吸附性能,以猕猴桃修剪枝为原料制备生物质炭,通过静态吸附法研究了其对复合溶液中Cd²⁺、Pb²⁺的吸附,探究了溶液初始浓度、吸附时间、pH值及生物质炭投加量对溶液中Cd²⁺、Pb²⁺吸附效果的影响,同时采用扫描电镜（SEM）和傅里叶红外光谱（FTIR）对吸附前后的生物质炭结构进行了表征,并讨论了其对养殖废水和垃圾渗滤液中Cd²⁺和Pb²⁺的吸附能力。结果表明：猕猴桃木生物质炭具有多孔结构和多种表面官能团。Cd²⁺、Pb²⁺的最优吸附条件是pH为4~6,120 min吸附达到平衡,最佳投加量分别为4.0、3.0 g·L^-1,最大吸附量分别为9.35、65.9 mg·g^-1。生物质炭对Cd²⁺、Pb²⁺的吸附过程用准二级动力学方程能较好地描述;在25℃条件下,生物质炭对Cd²⁺的吸附用Langmuir方程能更好地描述,其理论最大吸附量达13.1 mg·g^-1,而生物质炭对Pb²⁺的吸附过程用Freundlich方程能更好地描述。猕猴桃木生物质炭可作为处理轻度重金属复合污染废水的吸附剂。  相似文献   

1-site/2-pK_a表面络合模型预测土壤中Cd²⁺的吸附及生物有效性     

郁何敏  李焱  石振清  王玉军 《农业环境科学学报》2022,41(6):1211-1220

土壤中重金属的生物有效性与其在土壤中的吸附行为密切相关,本研究选取我国9个不同类型的非石灰性土壤,探究了Cd²⁺在土壤中的吸附过程。通过电位滴定获得土壤表面酸碱性质（pK_a1和pK_a2）,基于1-site/2-pK_a模型,使用ECOSAT和FIT拟合得到土壤与Cd²⁺的络合常数（lg K _{（SOCd⁺）}）,结果显示该模型能很好地描述Cd²⁺在土壤中的吸附过程。为了进一步探究土壤性质对Cd吸附固定的影响,通过逐步回归分析了pK_a1、pK_a2、lg K _{（SOCd⁺）}与土壤性质间的关系,发现土壤pH和CEC是pK_a1的主控因子,土壤pH同时也是pK_a2、lg K _{（SOCd⁺）}的主控因子。为了验证模型的可靠性,结合历史文献,基于土壤pH和CEC预测了历史文献中土壤表面酸碱性质和lg K _{（SOCd⁺）},利用得到的参数预测了Cd的吸附过程,发现预测值与实测值之间有很好的相关性,该模型能解释86%的变异。此外,利用回归模型得到的结合常数预测了历史文献中土壤溶液中的Cd含量,发现模型预测的Cd含量与蚯蚓体内Cd含量同样具有很好的相关性,能解释83%的变异。本研究基于Cd²⁺在不同性质土壤中的吸附行为,使用广义复合法建立的表面络合模型可以描述Cd²⁺在非石灰性土壤中的吸附与分配过程。  相似文献   

两种离子液体对Cd²⁺在四种土壤上吸附的影响     

宣亮  王玉军  刘海龙  周东美  孙庆业 《农业环境科学学报》2016,35(6):1056-1063

研究了2,3-吡啶二羧酸和咪唑-4,5-二羧酸两种离子液体阳离子部分对Cd~(2+)在四种不同性质土壤上吸附的影响。结果表明,离子液体的存在显著影响了Cd~(2+)在土壤中的吸附,与对照相比,添加1 mmol·L-12,3-吡啶二羧酸使得Cd~(2+)在武进漂洗型水稻土、吴县潴育型水稻土、南京黄褐土和宜兴棕红壤四种土壤上的最大吸附量分别降低209、834、667、509 mg·kg~(-1),而添加1 mmol·L~(-1)咪唑-4,5-二羧酸使Cd~(2+)最大吸附量分别降低226、54、124、81 mg·kg~(-1),2,3-吡啶二羧酸对Cd~(2+)在供试土壤上吸附量的影响显著大于咪唑-4,5-二羧酸。基于离子选择电极分析了平衡液中自由态Cd~(2+)含量,发现两种离子液体都能与Cd~(2+)络合,从而降低平衡液中Cd~(2+)含量,其中2,3-吡啶二羧酸与Cd~(2+)的络合能力大于咪唑-4,5-二羧酸。两种离子液体进入环境,会使Cd~(2+)在土壤上的吸附量减少,从而增加Cd~(2+)的移动性和环境风险。  相似文献   

改性烟末生物质吸附剂对水中NO₃^-的吸附特性与机理     

康四军  杨金辉  杨斌  谢水波  王劲松  黎传书 《农业环境科学学报》2018,37(9):2014-2020

为探究改性烟末生物质吸附剂对水中NO_3~-的吸附机理,以烟末为原料,通过吡啶催化法改性制备改性烟末生物质吸附剂(Modified Tobacco Powder Biomass Adsorbents,MTPBA),吸附水中的NO_3~-。根据X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对MTPBA的表征分析,结果显示:烟末改性后,表面Zeta电位、孔隙结构和纤维素上官能团的变化有利于吸附NO_3~-。采用静态吸附实验方法,研究MTPBA对水中NO_3~-的吸附特性,结果表明:当NO_3~-初始浓度为30 mg·L~(-1),MTPBA投加量为4.0 g·L~(-1),溶液p H=6.68,吸附时间为30 min时,MTPBA对水中NO_3~-吸附效果最佳。吸附过程与准二级动力学模型(R20.99)、Langmuir和Freundlich等温模型(R20.92)能较好地拟合,Langmuir拟合结果表明:MTPBA对水中NO_3~-有较高的吸附容量(Qmax=28.458 mg·g~(-1)),优于改性蒙脱石和生物炭。研究表明:MTPBA具有较高的吸附容量,优于改性蒙脱石和生物炭,其对NO_3~-的吸附机理以与叔胺基团的静电及离子交换吸附为主,多孔结构材料的物理吸附并存。  相似文献   

腐植酸和Cd²⁺对黏土胶粒在饱和多孔介质中迁移的影响     

唐章  杨新瑶  闫馨予  张海燕  杨悦锁 《农业环境科学学报》2019,38(1):111-116

为探究地下水中腐植酸(HA)和Cd~(2+)复合污染物对黏土胶粒在饱和多孔介质中迁移的影响,本文选择蒙脱石和高岭石两种黏土胶粒作为研究对象,采用同步注射柱实验,在饱和石英砂柱中分别同步注射黏土胶粒与腐植酸、Cd~(2+)或腐植酸+Cd~(2+)混合液,来研究腐植酸和Cd~(2+)与黏土胶粒的共迁移。结果显示:高岭石在石英砂柱中的沉降速度依次为:无Cd~(2+)无腐植酸(3.72 min-1)仅有Cd~(2+)(2.82 min-1)Cd~(2+)与腐植酸共存(2.01 min-1)仅有腐植酸(0.46 min-1);蒙脱石在石英砂柱中的沉降速度依次为:无Cd~(2+)无腐植酸(1.02 min-1)仅有Cd~(2+)(0.97 min-1)Cd~(2+)与腐植酸共存(0.85 min-1)仅有腐植酸(0.30 min-1)。研究结果表明,腐植酸和Cd~(2+)对蒙脱石和高岭石胶粒的迁移效果比较一致,它们均能促进两种黏土胶粒的迁移,促进作用腐植酸最强而Cd~(2+)较弱;腐植酸和Cd~(2+)之间存在拮抗作用,即二者的加合作用反而小于腐植酸单独作用。通过对黏土胶粒的粒径和Zeta电位进行测试分析,可推测腐植酸和Cd~(2+)是通过不同的机理来促进黏土胶粒的迁移:腐植酸通过改变黏土胶粒表面的电性来抑制黏土胶粒的沉降,而Cd~(2+)通过促使黏土胶粒聚凝来降低其沉降。这些发现有助于更好地理解天然土壤胶粒在环境中的迁移和浓度分布。  相似文献