以造紙污泥為原料,在限氧條件下,通過控制熱解溫度(300,500和700℃),制備生物炭(SBC300、SBC500和SBC700),比較了3種生物炭的基本理化性質(zhì);以四環(huán)素(TC)為目標(biāo)污染物,研究了造紙污泥生物炭(SBC)對TC的吸附特性及機(jī)理.結(jié)果表明,SBC對TC的吸附以化學(xué)吸附為主,吸附平衡時(shí),SBC300對TC的去除率最低,為38.8%,SBC700的去除率最高,為54.1%;同時(shí)Langmuir模型能更好地描述此吸附過程,且最大吸附量依次為SBC700(63.8mg/g)>SBC500(50.6mg/g)>SBC300(40.0mg/g).熱力學(xué)分析表明,SBC對TC的吸附為自發(fā)且吸熱的過程.pH值影響TC的存在形態(tài)及SBC的表面帶電情況,對吸附過程有較大影響.通過吸附等溫線分解法定量描述了表面吸附作用及分配作用的貢獻(xiàn)率,結(jié)合FTIR分析,表明SBC對TC的吸附可能是分配作用、靜電作用、氫鍵作用、π-πEDA作用及離子交換作用等共同作用的結(jié)果.

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【部分圖文】：

圖1SBC對TC的吸附動(dòng)力學(xué)擬合曲線(a)及顆粒內(nèi)擴(kuò)散方程擬合曲線(b)

2.2吸附動(dòng)力學(xué)由圖1(a)可知,在吸附反應(yīng)進(jìn)行的前2h,SBC對TC的吸附量隨時(shí)間的延長而增加,此后,曲線趨于平滑,達(dá)到吸附平衡.相對于硝酸改性的油菜生物炭以及小麥秸稈生物炭平衡時(shí)間24h和4h而言[19,20],SBC對TC的吸附速率較快,在實(shí)際應(yīng)用中可降低廢水處理的時(shí)間成....

圖225℃時(shí)SBC對TC的吸附等溫線及擬合曲線

吸附等溫線是一定溫度條件下,吸附平衡時(shí),吸附質(zhì)在吸附劑以及溶液中的濃度之間關(guān)系的曲線.由圖2可知,隨著TC濃度的增加,SBC的吸附量也相應(yīng)增大,當(dāng)濃度增大到一定水平時(shí),吸附量趨于穩(wěn)定,說明適當(dāng)提高TC的初始濃度能有效促進(jìn)吸附.由表3可知,Langmuir方程的相關(guān)系數(shù)R2大于其它....

圖3溫度對平衡吸附系數(shù)的影響

用lnKL對1/T作圖(圖3),根據(jù)所得直線的截距和斜率計(jì)算?Sθ和?Hθ,再通過式(5)計(jì)算?Gθ.結(jié)果見表4.?Hθ為正值,說明此吸附過程吸熱;?Gθ均小于-20kJ/mol,說明該吸附過程自發(fā)進(jìn)行且以化學(xué)吸附為主[21];?Sθ為正值,說明增溫使得吸附體系固液兩相界面的自....

圖4pH值對SBC吸附TC的影響

溶液pH值通過影響吸附劑的表面電荷以及吸附質(zhì)的存在形態(tài),進(jìn)一步影響吸附過程.pH值對SBC吸附TC的影響如圖4所示.TC有3個(gè)離解平衡常數(shù),分別為pKa1=3.3,pKa2=7.68,pKa3=9.69[27],溶液pH值不同時(shí),TC的存在形態(tài)及帶電性不同.pHpz....

本文編號：3977598