【摘 要】
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重金属已经成为当今水体中的主要污染物,是亟待解决的污染问题之一,备受研究者的广泛关注。近年来,研究者们开发了多种重金属去除方法。目前,吸附法被认为是对重金属去除的最有效方法之一。本文通过凝胶-煅烧法制备了毫米级颗粒状多孔氧化镁-生物炭（g-MgO-Bc）吸附剂用于水体中重金属As（Ⅲ）、Pb（II）和Cu（II）的去除。研究了各种条件以及不同干扰物质对于As（Ⅲ）、Pb（II）和Cu（II）的去除
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重金属已经成为当今水体中的主要污染物,是亟待解决的污染问题之一,备受研究者的广泛关注。近年来,研究者们开发了多种重金属去除方法。目前,吸附法被认为是对重金属去除的最有效方法之一。本文通过凝胶-煅烧法制备了毫米级颗粒状多孔氧化镁-生物炭（g-MgO-Bc）吸附剂用于水体中重金属As（Ⅲ）、Pb（II）和Cu（II）的去除。研究了各种条件以及不同干扰物质对于As（Ⅲ）、Pb（II）和Cu（II）的去除影响,同时深度研究了对于As（Ⅲ）、Pb（II）和Cu（II）的去除机理。主要的工作如下:（1）制备了三种不同镁含量的g-MgO-Bc吸附剂用于As（Ⅲ）的去除,高密度的MgO均匀的分散在生物炭基质中,多孔结构使得MgO吸附位点完全暴露在As（Ⅲ）溶液中,使得该吸附剂对于As（Ⅲ）具有大的吸附容量（249.1 mg/g）。同时,gMgO-Bc吸附剂在3-10的p H范围内可以有效的去除As（Ⅲ）,共存的干扰物质,如碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、硅酸盐和腐殖酸等对As（Ⅲ）的去除几乎无影响,并且对于痕量的As（Ⅲ）具有非常好的去除效果,仅使用0.3 g/L的g-MgO-Bc,即可将300μg/L的As（Ⅲ）去除到10μg/L以下。通过简单的煅烧就可实现g-MgO-Bc的再生并且吸附效率没有下降。此外,在固定床柱吸附实验中,对模拟As（Ⅲ）废水的有效处理能力达到1500 BV（30 L）（3 g吸附剂,有效床体积20 m L,溶液流速2.0 m L/min,初始As（Ⅲ）浓度50μg/L）。因此,这种新型g-MgO-Bc吸附剂在很大程度上扩展了生物炭吸附剂去除As（Ⅲ）的潜在应用性。（2）沿用上述吸附剂来对重金属Pb（II）和Cu（II）进行去除,该吸附剂对于Pb（II）和Cu（II）的去除不仅表现出快的吸附速率,而且还具有大的吸附容量。对于100mg/L的Pb（II）的吸附动力学,最快可在10 min内达到吸附平衡,g-MgO-Bc-1.5、g-MgO-Bc-2.0和g-MgO-Bc-2.5对Pb（II）的最大吸附容量分别为662.4、736.4和907.6 mg/g。对于50 mg/L的Cu（II）的吸附动力学,同样可在60 min内达到吸附平衡,g-MgO-Bc-1.5、g-MgO-Bc-2.0和g-MgO-Bc-2.5对Cu（II）的最大吸附容量分别为540.9、587.0和714.8 mg/g。同时,该吸附剂在2-7的p H范围内对于Pb（II）和Cu（II）都能有效去除,在不同阳离子的干扰下同样表现出优异的吸附效果,该吸附剂可通过简单的解吸干燥即可循环使用并且吸附效率没有降低。此外,该吸附剂还可用于固定床吸附实验来对Pb（II）和Cu（II）进行有效去除,对模拟Pb（II）废水的有效处理能力达到7880 BV（78.80 L）（1.2 g吸附剂,有效床体积10 m L,溶液流速2.0 m L/min,初始Pb（II）浓度20 mg/L）,对模拟Cu（II）废水的有效处理能力达到1610 BV（16.10 L）（1.25 g吸附剂,有效床体积10 m L,溶液流速2.0m L/min,初始Cu（II）浓度5 mg/L）。因此,该吸附剂对于实际水体中重金属Pb（II）和Cu（II）的去除表现出巨大的潜能。
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