中国环境科学

作者：宋振, 罗艳丽, 王美娟, 何佳乐, 张千, 解新哲

单位：新疆农业大学资源与环境学院, 新疆 乌鲁木齐 830052

关键词：双金属改性,生物炭,砷,氟,吸附机制

基金：国家自然科学基金资助项目(42067053)

针对水体中砷(As)、氟(F)浓度超标,复合污染难处理,造成水污染和难以灌溉利用等问题,本文制备了锆铝等双金属改性生物炭,研究其对水中As和F的吸附效果和吸附机制.研究探索了初始浓度、吸附时间、pH值、共存离子等因素对吸附的影响,并结合扫描电镜、比表面积仪、红外光谱、X射线等技术对材料进行表征和分析.结果表明:锆铝双金属改性生物炭(ZA-BC)是孔隙结构优良的介孔型生物炭,能在6h内快速吸附水中As、F离子.当初始As、F浓度为1和5mg/L,炭投加量为1g/L时,对As、F的去除率可达98.7%和95.2%. ZA-BC对As、F的最优吸附pH值为4~5,零电荷点pH=9.1,具有较宽的pH值使用范围4.0~9.1,其等温吸附符合Langmuir模型,动力学吸附符合拟二级动力学模型,对As、F的最大吸附容量为19.62和28.70mg/g,CO32-是对吸附效果影响最大的共存离子.ZA-BC对As的吸附机制主要为静电引力和表面络合,对F的吸附机制主要为静电引力和离子交换.羟基(-OH)是吸附过程中起关键作用的物质,金属改性可为炭表面新增大量金属羟基(M-OH),M-OH可通过络合作用和离子交换作用对As、F进行化学固定.各种综合性测试表明, ZA-BC是一种很有前途的去除水中As、F的吸附材料.

来源：2025年第3期

《中国环境科学》期刊编辑部

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