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铅锌矿山开采与加工过程中将产生大量的矿山酸性废水,其通过富集、转运等作用,使酸性废水中的重金属通过多种途径在人体中累积,严重影响人体健康。生物炭对废水中重金属等污染物具有良好的吸附效果,但由于其不易从废液中分离而限制了生物炭的广泛应用。因此,本研究通过将农业废弃物苦荞壳负载磁性并对其进行炭化,制备了一种可通过外加磁铁回收继而重复利用的新型磁性生物炭吸附剂。本研究采用化学共沉淀方法对苦荞壳进行负磁,在马弗炉中采用高温煅烧活化法(不同时间-温度交叉)制备磁性苦荞壳生物炭,从而筛选出对废水中Pb2+、Zn2+吸附效果最佳的磁性苦荞壳生物炭,并通过扫描电镜(SEM)、X-粉末射线衍射(XRD)和红外光谱(FTIR)对三种吸附剂进行了比较。结合单因素试验,研究了吸附时间、溶液初始浓度、吸附剂添加量、溶液pH值、溶液温度5个因素对单一重金属吸附体系溶液中Pb2+、Zn2+的吸附效果,并对其进行等温吸附、吸附动力学、热力学分析等研究,以期探究磁性苦荞壳生物炭对溶液中Pb2+、Zn2+的吸附机理。最后,对磁性苦荞壳生物炭进行了吸附-解吸试验,探讨其再生能力。主要研究成果如下:(1)磁性生物炭制备工艺条件的优化结果表明,苦荞壳的最佳吸附粒径为0.15mm;苦荞壳最佳投入量为15 g;炭化时间3 h,炭化温度700℃,且对铅的吸附效果高于对锌的吸附效果;磁性苦荞壳生物炭对Pb2+的吸附效果分别为苦荞壳、磁性苦荞壳的6.3、3.1倍,对Zn2+的吸附效果分别为苦荞壳、磁性苦荞壳的9.4、3.4倍。(2)单因素试验表明,磁性苦荞壳生物炭对模拟废水中的Pb2+、Zn2+吸附2h后基本达到吸附平衡,平衡时吸附容量分别为95.41 mg/g(Pb2+)、27.59 mg/g(Zn2+)。5个单一因素对Pb2+、Zn2+的吸附效果均产生不同程度的影响,磁性苦荞壳生物炭对Pb2+、Zn2+的最佳吸附条件为:温度为45℃、溶液初始pH值为5-6。(3)磁性苦荞壳生物炭对模拟废水中的Pb2+、Zn2+的吸附动力学特征均符合Lagergren准二级动力学方程,相关系数R2均大于0.9,说明主要受化学吸附的控制;磁性苦荞壳生物炭对Pb2+、Zn2+的等温吸附行为更符合Langmuir模型,说明主要为单分子层吸附;磁性苦荞壳生物炭对Pb2+、Zn2+的吸附是自发的放热反应过程,受温度影响较小。(4)吸附-解吸试验表明,硝酸比盐酸能更好地解吸磁性苦荞壳生物炭附着的Pb2+、Zn2+,且再次使用磁性苦荞壳生物炭时仍能去除溶液中大部分重金属离子,循环6次后,对Pb2+、Zn2+的吸附容量分别为69.64 mg/g和11.34 mg/g,具有可重复利用的潜力。综上所知,磁性苦荞壳生物炭是一种快速高效、可回收的水体铅锌污染修复材料,值得推广和应用。