中国环境科学

作者：刁静茹, 祝海玲, 沈博峰, 赵梦婷, 周艳姿, 马锋锋, 蒋煜峰

单位：1. 兰州交通大学环境与市政工程学院, 甘肃 兰州 730070;2. 兰州交通大学, 寒旱地区水资源综合利用教育部工程研究中心, 甘肃 兰州 730070

关键词：沙蒿,绿色合成,Cr(Ⅵ),生物炭,纳米零价铁

基金：甘肃省教育厅高校科研创新平台重大培育项目(2024CXPT-14);兰州交通大学-天津大学联合创新基金资助项目(2022069);甘肃省自然科学基金资助项目(23JRRA874);甘肃省高等学校创新基金资助项目(2021B-102)

利用沙蒿和玉米秸秆废弃物,通过沙蒿提取液绿色还原得到纳米零价铁(nZVI)并负载在玉米秸秆生物炭上,得到复合材料CBC-nZVI,用以去除水中的Cr (Ⅵ).考察了吸附动力学和热力学特征,以及pH值、投加量和共存离子对CBC-nZVI去除Cr (Ⅵ)的影响;利用SEM、FTIR、XRD和XPS对材料进行表征,探究复合材料的除Cr (Ⅵ)机制.结果表明:CBC-nZVI对Cr (Ⅵ)的吸附动力学数据最适合用Elovich方程描述,颗粒内扩散为主要控速步骤;吸附等温线符合Freundlich模型,吸附为自发的吸热熵增过程.CBC-nZVI对Cr (Ⅵ)的去除率随反应温度、材料投加量和溶液酸度的升高而增大,在适宜条件(温度为298K、pH值为2、投加量1.0g/L)下对Cr (Ⅵ)(30mg/L)的去除率达100%;溶液中共存阳离子或阴离子均会不同程度地抑制吸附剂对Cr (Ⅵ)的去除,影响顺序分别为Cd2+＞Mg2+＞Ca2+＞Cu2+,CO32-＞Cl-＞NO3-＞SO42-.CBC-nZVI与Cr (Ⅵ)的反应机制主要包括静电吸附、化学还原、官能团吸附和沉淀吸附等过程.nZVI将吸附在材料上的Cr (Ⅵ)还原为Cr (Ⅲ),再通过表面官能团络合和形成Cr (Ⅲ)-Fe (Ⅲ)共沉淀的方式将其去除.负载后nZVI与CBC在复合材料去除Cr (Ⅵ)的过程中表现出协同作用.

来源：2025年第7期

《中国环境科学》期刊编辑部

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