两种木材生物炭对铜离子的吸附特性及其机制

为探索高效利用废弃生物质资源制备生物炭去除水体和土壤中Cu2+污染的可行性，本文以常见的农林废弃物苹果树枝和梧桐木锯末为原料，采用450℃限氧热裂解法制备生物炭，通过两种生物炭对Cu2+的批量吸附试验，利用4种等温吸附模型（Langmuir、Freundlich模型、Temkim、D-R模型）和4种吸附动力学模型（准一级动力学、准二级动力学、Elovich模型、颗粒内扩散模型）研究了苹果枝和锯末生物炭对Cu2+的吸附行为.同时，使用FTIR红外、SEM和BET比表面积及孔径分析等技术表征了生物炭的理化性质，研究了两种生物炭对Cu2+吸附机制，分析了两种生物炭之间的吸附特性差异及其影响因素.结果表明：1苹果枝生物炭在3 h达到吸附平衡，理论最大吸附量为15.85 mg·g-1，锯末生物炭在6h达到吸附平衡，理论最大吸附量为17.44 mg·g-1，与其他研究相比，这两种生物炭体现了较高的Cu2+吸附性能；2两种生物炭对Cu2+的热力学吸附均较好地符合Langmuir模型，表明吸附过程主要是近似单分子层的有益吸附；动力学吸附均符合准二级吸附动力学模型，表明其对Cu2+的吸附包括表面吸附、颗粒内扩散和液膜扩散等多种过程；3吸附机制主要包括静电吸附，配体（酚羟基）/离子（H+）交换和阳离子-π键作用