玉米秸秆生物质炭对重金属铅的吸附作用研究
玉米秸秆生物质炭对重金属铅的吸附作用研究
【摘要】： 大量秸秆等农业废弃物的综合利用与重金属废水的处理均为目前的环境热点问题。以阜新市玉米秸秆为原料,通过限氧热解法制备生物质炭以及浸渍法制备磁性生物质炭,并研究其对重金属铅的吸附特性,为处理含铅废水提供理论依据。首先,对制备的样品进行定性和定量表征,包括BET法测定比表面积、SEM法研究其表面微观结构、红外光谱研究其化学结构等;其次,采用序批实验研究不同环境因子下,生物质炭对铅的吸附动力学特征及等温吸附特征。生物质炭对铅的吸附动力学结果表明,不同影响因素条件下生物质炭对铅的吸附过程均表现一致,分为快慢速吸附两个阶段,30h基本可以达到吸附平衡;准二级动力学方程能更好的拟合生物质炭对铅的吸附过程,说明该吸附过程以化学吸附为主;通过对活化能的计算得出铅在生物质炭上吸附的粒内扩散所需活化能(13.6 KJ/mol)大于膜扩散所需的活化能(11.8 KJ/mol),说明颗粒内扩散为吸附过程的主要控速步骤;双室模型分析结果为不同影响因素条件下生物质炭对铅吸附的快速吸附分布比例参数Ffast均大于0.5,说明快速吸附占主导地位;生物质炭对铅的等温吸附结果表明生物质炭对铅具有较强的吸附能力,其吸附过程能够由Langmuir和Freundlich模型很好的描述。且随着温度、pH值的升高,离子强度的降低,生物质炭对铅的吸附量增加。磁性生物质炭对铅的吸附结果表明,在相同温度下磁性生物质炭对铅的吸附量明显大于生物质炭,说明磁性生物质炭对铅具有更强的吸附能力;且随着温度的升高,吸附量先增大后减小;在等温吸附分析中,其既符合Langmuir模型,又符合Langmuir表面吸附-分配复合模型;复合模型计算得出的分配系数Kd及分配作用贡献率随着温度的升高,而逐渐下降;因此,磁性生物质炭对铅的吸附首先是以物理吸附为主,随着温度的升高吸附过程变为以化学吸附为主。
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
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