| 硝酸改性秸秆水热炭结构表征与铅吸附机制研究 |
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| 引用本文： | 董良杰,李金铭,赵博骏,王艺婷,陈光,刘冬冬.硝酸改性秸秆水热炭结构表征与铅吸附机制研究[J].农业机械学报,2021,52(5):267-278. |
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| 作者姓名： | 董良杰 李金铭 赵博骏 王艺婷 陈光 刘冬冬 |
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| 作者单位： | 吉林农业大学;韦仕敦大学 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目（51806080）、中国博士后科学基金项目（2020M681053）、2020年度吉林省博士后科研人员择优资助项目和吉林省教育厅“十三五”科学技术项目（JJKH20200325KJ） |
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| 摘 要： | 以玉米秸秆为原料，采用不同质量分数（10%和30%）的硝酸溶液在水热炭化前、后对样品进行改性处理，结合理化结构表征以及等温吸附模型、吸附动力学模型的拟合结果，探究了硝酸改性秸秆水热炭对铅离子的吸附机制。结果表明，经硝酸改性处理的秸秆水热炭均会形成丰富的含氧基团，水热炭化前，经HNO3改性的秸秆炭（10%N-JG和30%N-JG）呈现粗糙多孔的表面形貌和发达的中孔结构，并形成了三维无序的大尺寸微晶结构；水热炭化后，经HNO3改性的秸秆炭（JG-10%N和JG-30%N）产生了大量分布均匀、尺寸相近的微孔，并形成了三维有序的小尺寸微晶结构。通过对比发现，10%N-JG和30%N-JG对铅离子吸附效果最优，分别在3.5h和3h达到吸附平衡，理论最大吸附量可达247.51mg/g和280.09mg/g。10%N-JG和30%N-JG均符合准一级、准二级动力学模型以及Freundlich等温吸附模型，说明物理扩散和化学吸附在铅离子吸附过程中的作用同等重要。研究发现，秸秆水热炭主要依靠含氧官能团的化学吸附作用脱除水中的铅离子，其发达的中孔结构更有利于铅离子进入颗粒内部，增大了内部孔道上含氧基团对铅离子的捕捉机率，从而保证了水热炭对铅离子的高效吸附。
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| 关 键 词： | 秸秆 水热炭 硝酸 结构特性 铅吸附 |
| 收稿时间： | 2020/6/30 0:00:00 |
Structure Characterization and Pb2+ Adsorption Mechanism of Nitric Acid Modified Hydrochars from Straw |
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| DONG Liangjie,LI Jinming,ZHAO Bojun,WANG Yiting,CHEN Guang,LIU Dongdong.Structure Characterization and Pb2+ Adsorption Mechanism of Nitric Acid Modified Hydrochars from Straw[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Machinery,2021,52(5):267-278. |
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| Authors: | DONG Liangjie LI Jinming ZHAO Bojun WANG Yiting CHEN Guang LIU Dongdong |
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| Institution: | Jilin Agricultural University;Western University |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | straw hydrochar nitric acid structure characteristics Pb2+ absorption |
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