【摘 要】
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本文以花生壳和玉米秸秆生物炭为原材料,以硝酸铈和氯化铁作为改性剂,利用水热法制备得到了不同的改性生物炭,并研究其对铕和锑的吸附性能。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、比表面积和孔隙度分析(BET)和扫描电子显微镜(SEM)等手段对生物炭复合材料进行表征。考察了吸附剂投加量、溶液pH、吸附时间和实验温度等因素对吸附结果的影响,并通过吸附动力学和吸附等温线分析了吸附特性。SE
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本文以花生壳和玉米秸秆生物炭为原材料,以硝酸铈和氯化铁作为改性剂,利用水热法制备得到了不同的改性生物炭,并研究其对铕和锑的吸附性能。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、比表面积和孔隙度分析(BET)和扫描电子显微镜(SEM)等手段对生物炭复合材料进行表征。考察了吸附剂投加量、溶液pH、吸附时间和实验温度等因素对吸附结果的影响,并通过吸附动力学和吸附等温线分析了吸附特性。SEM结果显示改性后生物炭表面的褶皱数量增加。BET结果显示,铁铈改性生物炭(Fe-Ce-PC500、Fe-Ce-CC500和Fe-Ce-PC300)的比表面积比相应的未改性生物炭分别增大了9.3倍、15.8倍和2.3倍,孔径大小增大了5.9倍、10.6倍和2.7倍。改性后生物炭对铕和锑的吸附性能均高于未改性生物炭。铁铈改性花生壳生物炭(Fe-Ce-PC500)、玉米秸秆生物炭(Fe-Ce-CC500)对铕(Ⅲ)的去除率比未改性生物炭分别提高了12%和16%。铁铈改性花生壳生物炭(Fe-Ce-PC300)对锑(Ⅴ)去除率比未改性生物炭提高了18%。Fe-Ce-PC500对铕(Ⅲ)的最佳吸附条件为:溶液pH为6、吸附时间为600min、实验温度为45℃。实验结果表明,Fe-Ce-PC500对铕(Ⅲ)的吸附符合Langmuir等温模型,为单分子层吸附,最大理论吸附量为46.236mg·g-1。Fe-Ce-CC500对铕(Ⅲ)的最佳吸附条件为:溶液pH为6、吸附时间为40min、实验温度为45℃。实验结果表明,Fe-Ce-PC500对铕(Ⅲ)的吸附符合Freundlich等温模型,为多分子层吸附,最大理论吸附量为43.748mg·g-1。Fe-Ce-PC300对锑(Ⅴ)的最佳吸附条件为:溶液pH为1、吸附时间为800min、实验温度为45℃。实验结果表明,Fe-Ce-PC300对锑(Ⅴ)的吸附符合Langmuir等温模型,为单分子层吸附,最大理论吸附量为32.456mg·g-1。热力学拟合结果表明,三种改性生物炭材料的吸附均为吸热反应,吸附过程均符合伪二阶动力学模型。
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