【摘 要】
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近年来,利用锰改性技术制备的锰改性生物炭已被广泛的应用于治理水体重金属污染。商陆是一种对锰的超富集植物,并且摆脱了众多超富集植物的生物学缺陷,同时还具有适应性好、繁殖力强及地理分布广等众多优势,作为理想植物被广泛应用于锰矿区土壤的修复治理。本论文以富锰商陆植物为原料,通过高温热解制备300℃、400℃和500℃的富锰商陆生物炭,并通过对比实验、静态吸附实验、循环实验、模拟三元体系的下竞争吸附实验和
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近年来,利用锰改性技术制备的锰改性生物炭已被广泛的应用于治理水体重金属污染。商陆是一种对锰的超富集植物,并且摆脱了众多超富集植物的生物学缺陷,同时还具有适应性好、繁殖力强及地理分布广等众多优势,作为理想植物被广泛应用于锰矿区土壤的修复治理。本论文以富锰商陆植物为原料,通过高温热解制备300℃、400℃和500℃的富锰商陆生物炭,并通过对比实验、静态吸附实验、循环实验、模拟三元体系的下竞争吸附实验和实际电解锌废水实验和潜在风险分析实验,以及傅里叶红外光谱分析（FTIR）、扫描电镜-能谱（SEM-EDS）、比表面积及孔径（BET）、元素分析、X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱仪（XPS）表征分析,研究了富锰商陆生物炭对重金属Pb2+、Cd2+和Cu2+的吸附性能和吸附机理及环境的潜在污染风险。为新型环保生物炭材料的研发提供数据支持和理论依据,同时为含重金属生物质的科学处理处置及其生物炭的资源化利用提供借鉴模式。主要结果与结论如下:（1）通过表征分析可知,富锰商陆生物炭呈棒状结构,且表面负载颗粒物;吸附前后其结构无变化,但吸附Pb2+和Cd2+后,分别产生了Pb3（CO3）2（OH）2、Pb CO3和Cd CO3的化合物沉淀;具有丰富的官能团;热解温度的上升,其比表面积、孔径、炭化程度和芳香性均随之增加;还证明了富锰商陆生物炭中的Mn元素主要以Mn O2为主和成功吸附了重金属。（2）通过一系列实验可知,富锰商陆生物炭的最佳吸附参数、最大吸附容量和具有可回收性;同时证明富锰商陆生物炭不仅对Pb2+、Cd2+和Cu2+具有吸附较高的吸附容量,还对Zn和Mn也具有一定的吸附容量;并且还证明了将富锰商陆转化为生物炭之后,对环境的潜在污染风险会随着热解温度的上升不断降低,尤其是BC500下降到低污染水平。（3）通过机理分析可知,富锰商陆生物炭对重金属Pb2+、Cd2+和Cu2+的吸附机理包括静电吸引、络合吸附、化学吸附和沉淀吸附。总体而言,富锰商陆生物炭具有制备简单,成本低廉、较高的吸附容量、可回收利用和和对环境潜在污染风险低的特点。
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