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酸碱改性对生物炭吸附Cr(Ⅵ)性能的影响

赵洁 贺宇宏 张晓明 李琦 杨卫春

赵洁, 贺宇宏, 张晓明, 李琦, 杨卫春. 酸碱改性对生物炭吸附Cr(Ⅵ)性能的影响[J]. 环境工程, 2020, 38(6): 28-34. doi: 10.13205/j.hjgc.202006005
引用本文: 赵洁, 贺宇宏, 张晓明, 李琦, 杨卫春. 酸碱改性对生物炭吸附Cr(Ⅵ)性能的影响[J]. 环境工程, 2020, 38(6): 28-34. doi: 10.13205/j.hjgc.202006005
ZHAO Jie, HE Yu-hong, ZHANG Xiao-ming, LI Qi, YANG Wei-chun. EFFECT ON Cr(Ⅵ) ADSORPTION PERFORMANCE OF ACID-BASE MODIFIED BIOCHAR[J]. ENVIRONMENTAL ENGINEERING , 2020, 38(6): 28-34. doi: 10.13205/j.hjgc.202006005
Citation: ZHAO Jie, HE Yu-hong, ZHANG Xiao-ming, LI Qi, YANG Wei-chun. EFFECT ON Cr(Ⅵ) ADSORPTION PERFORMANCE OF ACID-BASE MODIFIED BIOCHAR[J]. ENVIRONMENTAL ENGINEERING , 2020, 38(6): 28-34. doi: 10.13205/j.hjgc.202006005

酸碱改性对生物炭吸附Cr(Ⅵ)性能的影响

doi: 10.13205/j.hjgc.202006005
基金项目: 

国家重点研发计划项目(2018YFC1802204)。

详细信息
    作者简介:

    赵洁(1994-),女,硕士,主要从事重金属废水及土壤的修复治理研究工作。1403831045@qq.com

    通讯作者:

    杨卫春(1982-),女,博士,教授,主要从事环境功能材料制备及水污染控制研究。yang220@csu.edu.cn

EFFECT ON Cr(Ⅵ) ADSORPTION PERFORMANCE OF ACID-BASE MODIFIED BIOCHAR

  • 摘要: 生物炭因具有原料来源广泛、表面活性官能团含量丰富、性质稳定等特点,近年来,在环保领域作为重金属处理吸附剂受到越来越多的重视。使用松木屑在碳化温度为400 ℃条件下制备生物炭(简称AB400),并使用HNO3、H3PO4、NH3·H2O、Ca(OH)2对生物炭进行改性。借助SEM、FTIR、BET、Boehm滴定法和Zeta电位测定等方法对改性前后AB400表征,并进行Cr(Ⅵ)吸附实验。改性后生物炭结构呈半穿透至穿透状圆形塌陷,存在微孔。酸性改性条件下,HNO3改性生物炭(简称AB400HNO3)、H3PO4改性生物炭(简称AB400H3PO4)中酸性官能团含量均有所升高,且生物炭pH均减小,其对应pHpzc增大,而碱改性的生物炭则反之。对于Cr(Ⅵ)的吸附,酸性改性生物炭在整体上的吸附效果优于碱性改性生物炭,其中AB400H3PO4吸附效果最佳,吸附容量从58.48 mg/g提高至101.82 mg/g。这是因为碱性改性生物炭表面为负电荷,与Cr(Ⅵ)的含氧阴离子相斥;而AB400HNO3微孔容积较小,圆形塌陷数量甚微,表面虽正电荷,但吸附性能不及AB400H3PO4
  • [1] ZHU K R, CHEN C L, LU S H, et al. MOFs-induced encapsulation of ultrafine Ni nanoparticles into 3D N-doped grapheme-CNT frameworks as a recyclable catalyst for Cr(Ⅵ) reduction with formic acid[J]. Carbon, 2019, 148: 52-63.
    [2] 许维通,苑文仪,李培中,等.六价铬污染土壤还原处理后再氧化因素分析综述[J]. 环境工程, 2018, 36(10):130-134

    ,58.
    [3] 何忠明,王琼,付宏渊,等. 柚子皮吸附去除水中的六价铬和砷[J]. 环境工程, 2016, 34(增刊1):299-302.
    [4] ONOREVOLI B, da SILVA MACIEL G P, MACHADO M E, et al. Characterization of feedstock and biochar from energetic tobacco seed waste pyrolysis and potential application of biochar as an adsorbent[J]. Journal of Environmental Chemical Engineering, 2018, 6: 1279-1287.
    [5] MIAN M M, LIU G J. Recent progress in biochar-supported photocatalysts: synthesis, role of biochar, and applications[J]. RSC Advances, 2018, 8(26): 14237-14248.
    [6] HUSSAIN M, FAROOQ M, NAWAZ A, et al. Biochar for crop production: potential benefits and risks[J]. Journal of Soils and Sediments, 2017, 17(3): 685-716.
    [7] DIAO Z H, DU J J, JIANG D, et al. Insights into the simultaneous removal of Cr6+ and Pb2+ by a novel sewage sludge-derived biochar immobilized nanoscale zero valent iron: coexistence effect and mechanism [J]. Science of the Total Environment, 2018,642: 505-515.
    [8] ZHU S S, HUANG X C, WANG D W, et al. Enhanced hexavalent chromium removal performance and stabilization by magnetic iron nanoparticles assisted biochar in aqueous solution: mechanisms and application potential[J]. Chemosphere, 2018,207: 50-59.
    [9] HE R Z, PENG Z Y, LV H H, et al. Synthesis and characterization of an iron-impregnated biochar for aqueous arsenic removal[J]. Science of the Total Environment, 2018,612: 1177-1186.
    [10] XU Z B, XU X Y, TSANG D C W, et al. Participation of soil active components in the reduction of Cr(Ⅵ) by biochar: differing effects of iron mineral alone and its combination with organic acid[J]. Journal of Hazardous Materials, 2020, 384: 121455.
    [11] ZHAO Y L, ZHANG R Y, LIU H B, et al. Green preparation of magnetic biochar for the effective accumulation of Pb(Ⅱ): performance and mechanism[J]. Chemical Engineering Journal, 2019,375: 122011.
    [12] TRAKAL L, KOMÁREK M, SZÁKOVÁ J, et al. Biochar application to metal-contaminated soil: evaluating of Cd, Cu, Pb and Zn sorption behavior using single- and multi-element sorption experiment[J]. Plant Soil & Environment, 2011,57:372-380.
    [13] TAN X F, LIU Y G, ZENG G M, et al. Application of biochar for the removal of pollutants from aqueous solutions[J]. Chemosphere, 2015,125:70-85.
    [14] 李蜜. 水生植物基生物炭的酸碱性、碱(土)金属浸出性及对Cu(Ⅱ)的吸附效应[D]. 上海:上海大学, 2014.
    [15] 林雪原, 荆延德, 巩晨, 等. 生物炭吸附重金属的研究进展[J]. 环境污染与防治, 2014, 36(5):83-87.
    [16] 杨国栋. 花生壳对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能研究[D]. 兰州:兰州理工大学, 2009.
    [17] 陈素红. 玉米秸秆的改性及其对六价铬离子吸附性能的研究[D]. 济南:山东大学, 2012.
    [18] 李秋华. 改性蔗髓重金属吸附剂去除水中Cr(Ⅵ)的动力学研究[J]. 广州化学, 2015, 40(4):1-6

    ,33.
    [19] 黄增尉,周泽广. 交联壳聚糖处理电镀废水中铬(Ⅵ)的研究[J]. 广西民族大学学报(自然科学版), 2006, 12(4):100-103.
    [20] MAHDI Z, YU Q J, EL HANANDEH A. Removal of lead(Ⅱ) from aqueous solution using date seed-derived biochar: batch and column studies[J]. Applied Water Science, 2018, 8(6): 181-181.
    [21] LEE M E, JEON P, KIM J G, et al. Adsorption characteristics of arsenic and phosphate onto iron impregnated biochar derived from anaerobic granular sludge[J]. Korean Journal of Chemical Engineering,2018, 35(7): 1409-1413.
    [22] 姚瑶. 酸改性活性炭的制备及其去除Cr(Ⅵ)的研究[D]. 长沙:湖南大学, 2014.
    [23] 程琼, 王海芳,卢静. 氨水改性玉米秸秆活性炭处理间苯二酚胶粘剂废水的研究[J]. 中国胶粘剂, 2016, 25(3):21-24.
    [24] 李立清, 姚小龙,李海龙. 一种乙酸钙修饰的亲水性活性炭及其制备方法:CN201310520733.3[P]. 2014.
    [25] 朱小涛. 表面改性活性炭对土壤中铅的吸附与稳定性能研究[D]. 武汉:武汉科技大学, 2016.
    [26] UCHIMIYA M, CHANG S, KLASSON K T. Screening biochars for heavy metal retention in soil: role of oxygen functional groups[J]. Journal of Hazardous Materials, 2011,190(1/2/3):432-441.
    [27] FANG Q L, CHEN B L, LIN Y J, et al. Aromatic and hydrophobic surfaces of wood-derived biochar enhance perchlorate adsorption via hydrogen bonding to oxygen-containing organic groups[J]. Environmental Science & Technology, 2014,48(1):279-288.
    [28] WANG H, YANG N C. Adsorption of Cr(Ⅵ) from aqueous solution by biochar-clay derived from clay and peanut shell[J]. 无机材料学报, 2020,35:301-308.
    [29] 易鹏, 吴国娟,段文炎,等. 生物炭的改性和老化及环境效应的研究进展[J]. 材料导报, 2020, 34(3):37-43.
    [30] 吴倩芳,张付申. 水热炭化废弃生物质的研究进展[J]. 环境污染与防治, 2012, 34(7):70-75.
    [31] DING Z H, HU X, WAN Y S, et al. Removal of lead, copper, cadmium, zinc, and nickel from aqueous solutions by alkali-modified biochar: batch and column tests[J]. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 2016, 33: 239-245.
  • [1] 席冬冬, 李晓敏, 熊子璇, 姜智, 张晓明, 杨卫春.  生物炭负载纳米零价铁对污染土壤中铜钴镍铬的协同去除, 环境工程. doi: 10.13205/j.hjgc.202006010
    [2] 李培培, 周雨舟, 向宇佳, 周耀渝, 朱红梅, 荣湘民.  生物炭负载铁酸锰对水溶液中对氨基苯胂酸的吸附, 环境工程. doi: 10.13205/j.hjgc.202001011
    [3] 王航, 杨子健, 刘阳生.  改性城市污泥水热炭对铜和镉的吸附实验, 环境工程. doi: 10.13205/j.hjgc.201905002
    [4] 王志朴, 朱赫男, 邢文龙, 宋强, 舒新前, 张玉秀.  污泥与秸秆共热解制备生物炭工艺优化及其对Cr(VI)的吸附, 环境工程. doi: 10.13205/j.hjgc.201902026
    [5] 胡术刚, 栾小凯, 颜昌宙, 罗专溪.  改性生物炭的制备及其对水中镉离子的吸附试验, 环境工程. doi: 10.13205/j.hjgc.201905003
    [6] 祝天宇, 卢泽玲, 刘月娥, 汪诚文, 徐康宁.  镁改性生物炭制备条件对其氮、磷去除性能的影响, 环境工程. doi: 10.13205/j.hjgc.201801008
    [7] 吴春山, 黄富文, 刘文伟, 刘常青, 郭莹莹, 郑育毅.  污泥基生物炭对垃圾渗滤液的吸附性能研究, 环境工程. doi: 10.13205/j.hjgc.201702001
    [8] 杜淑雯, 周浩, 彭玉倩, 熊长齐, 魏东宁, 黄红丽.  海藻酸钠固定化污泥基生物质炭对铜的吸附性能研究, 环境工程. doi: 10.13205/j.hjgc.201702009
    [9] 范少蓓, 许仕荣, 文武.  氧化锰改性活性炭的优化制备及其对Cd(Ⅱ)的吸附研究, 环境工程. doi: 10.13205/j.hjgc.201705008
    [10] 王碧钰, 朱宇恩, 李华.  醋糟生物炭对水体中Pb(Ⅱ)吸附的影响, 环境工程. doi: 10.13205/j.hjgc.201612002
    [11] 张晗, 林宁, 黄仁龙, 舒月红.  不同生物质制备的生物炭对菲的吸附特性研究, 环境工程. doi: 10.13205/j.hjgc.201610034
    [12] 吴强, 蔡天明, 陈立伟.  HNO_3改性活性炭对染料橙黄G的吸附研究, 环境工程. doi: 10.13205/j.hjgc.201602009
    [13] 王向前, 胡学玉, 陈窈君, 刘扬.  生物炭及改性生物炭对水环境中重金属的吸附固定作用, 环境工程. doi: 10.13205/j.hjgc.201612007
    [14] 陈玉莲, 吴秋芳, 孔凡滔.  酸碱改性活性炭对甲苯的吸附性能研究, 环境工程. doi: 10.13205/j.hjgc.201602021
    [15] 张俊香, 黄学敏, 曹利, 马广大.  负载Cu改性活性炭吸附VOCs性能的研究, 环境工程. doi: 10.13205/j.hjgc.201501022
    [16] 罗柳丹, 张华, 黄海艺, 黄昌, 徐佳维.  响应面法优化桉树基磁性活性炭吸附Cr(VI)的条件, 环境工程. doi: 10.13205/j.hjgc.201511006
    [17] 许妍哲, 方战强.  生物炭修复土壤重金属的研究进展, 环境工程. doi: 10.13205/j.hjgc.201502035
    [18] 吕大雷, 温宏春, 冯宁川.  硫酸改性麻黄草废渣生物吸附剂对Pb~(2+)的吸附, 环境工程. doi: 10.13205/j.hjgc.201401013
    [19] 袁基刚, 杨郭, 谭文渊.  微波改性活性炭对苯酚的吸附性能研究, 环境工程. doi: 10.13205/j.hjgc.201409009
    [20] 邹继颖, 刘辉.  生物吸附剂对重金属Cr(Ⅵ)吸附性能的研究, 环境工程. doi: 10.13205/j.hjgc.201402015
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