磁性生物质炭的制备及对Ni(Ⅱ)吸附性能研究

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造纸污泥是造纸污水处理过程中产生的废弃物,进入环境后不但带来严重的环境污染问题,而且造成资源的极大浪费。本研究以造纸污泥制备的生物质炭为原料,采用化学共沉淀法对其磁化改性,制备出磁性生物质炭,用于废水Ni(Ⅱ)吸附净化,探究磁性生物质炭对Ni(Ⅱ)的吸附行为和吸附影响因素;同时采用扫描电镜、红外吸收光谱和X射线衍射对磁改性前后的生物质炭进行表征,分析了由磁改性对生物质炭造成的物理和化学结构上的变化。结果表明:  (1)采用化学共沉淀法可生产出合格的磁性生物质炭。  (2)磁性生物质炭对Ni(Ⅱ)的吸附在60min达到平衡,吸附符合准二级动力学模型;朗缪尔方程能很好地拟合磁性生物质炭吸附Ni(Ⅱ)的等温吸附实验数据,相关系数为0.980,最大吸附容量为10.349mg·g-1。  (3)吸附时间、温度、吸附剂投加量、pH、离子强度和Ni(Ⅱ)初始浓度均对磁性生物质炭吸附Ni(Ⅱ)产生影响。  (4)磁化改性前后对比实验表明,在磁改性后,磁性生物质炭对Ni(Ⅱ)的吸附容量由改性前的6.328mg·g-1增加到10.349mg·g-1,吸附容量提升了64%,同时磁化改性后,利用吸附剂的磁性很容易进行吸附剂的回收。  本研究以造纸污泥生产磁化改性生物质炭用于废水中重金属的回收和净化,实现了“以废治废”和资源的循环高效利用,生物质炭的磁改性不但解决了其在回收方面的难题,而且还大大提升了其吸附容量。
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