中国环境科学

作者：马志强, 胥思勤, 姬江浩, 彭刚毅, 孙靖茹

单位：1. 贵州大学资源与环境工程学院, 喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室, 贵州 贵阳 550025;2. 甘肃省自然资源规划研究院, 甘肃 兰州 730000

关键词：生物炭,改性生物炭,Sb(Ⅲ),吸附

基金：国家自然科学基金资助项目（41062007）

采用铁、锰对水稻秸秆生物质碳（BC）进行改性，将制备所得的锰改性生物碳（Mn-BC）和铁锰改性生物碳（Fe-Mn-BC）作为吸附剂，用于对水中Sb （Ⅲ）的吸附实验.通过全自动比表面积及孔隙度分析仪（BET）、扫描电子显微镜（SEM）对吸附剂的表面性质进行研究，在吸附最佳pH值和投加量条件下开展等温吸附、动力学吸附及体系共存阴离子影响实验，探究改性生物炭的再生吸附能力，最后利用傅里叶红外光谱仪（FT-IR）、X射线光电子能谱仪（XPS）探究Mn-BC和Fe-Mn-BC对Sb （Ⅲ）的吸附机理.结果表明：改性生物炭具有更大的比表面积及总孔容积.BC在pH值为2，Mn-BC和Fe-Mn-BC在pH值为4，投加量为2.5g/L，25℃条件下，BC、Mn-BC和Fe-Mn-BC的最大吸附量分别为5.08，11.45，29.45mg/g.BC对Sb （Ⅲ）的吸附主要为物理吸附，Mn-BC和Fe-Mn-BC对Sb （Ⅲ）的吸附为化学兼具物理吸附.Mn-BC吸附Sb （Ⅲ）受F-、HCO3-和H2PO4-的影响较大，Fe-Mn-BC对Sb （Ⅲ）的吸附基本不受离子类型和离子强度的干扰.Fe-Mn-BC较Mn-BC具有更突出的吸附再生能力和重复利用性.Mn-BC和Fe-Mn-BC对Sb （Ⅲ）的吸附过程，先是氧化反应将大部分的Sb （Ⅲ）氧化为Sb （Ⅴ），再通过酸性条件下明显的静电作用，Sb （Ⅴ）与负载于Mn-BC上的Mn和Fe-Mn-BC上的Fe/Mn分别形成较为稳定的内层络合物Mn-O-Sb和Fe-O-Sb-Mn.此外，改性生物炭的官能基团-OH、C=O、N-H在吸附作用中也发挥着重要作用.

来源：2021年第6期

《中国环境科学》期刊编辑部

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