棉秆生物炭去除水中Zn(Ⅱ)的试验研究 |
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引用本文: | 高亮,李志合,李玉峰,王绍庆,李宁,易维明.棉秆生物炭去除水中Zn(Ⅱ)的试验研究[J].中国农机化学报,2021(2). |
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作者姓名: | 高亮 李志合 李玉峰 王绍庆 李宁 易维明 |
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作者单位: | 山东理工大学农业工程与食品科学学院;山东省农业机械科学研究院 |
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基金项目: | 国家重点研发计划项目(2019YFD1100600、2019YFD1100602)。 |
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摘 要: | 为探究棉秆生物炭(棉秆炭)对重金属Zn(Ⅱ)的去除作用,利用水平管式炉分别在400℃、500℃、600℃热解温度下制备棉秆炭,进行Zn(Ⅱ)的吸附试验。对比棉秆炭、木质和煤质活性炭对不同浓度溶液中Zn(Ⅱ)的去除效果。分析棉秆炭的元素含量和官能团变化等性质,以揭示吸附机理。结果表明,棉秆的DTG曲线在327℃出现最大值,温度高于600℃时,DTG曲线趋于稳定,棉秆的热解基本完成。随热解温度的升高,炭产率、H/C和O/C元素比均下降,说明棉秆炭芳香化程度和碱性增强,含氧极性官能团数量减少,红外分析印证了以上结论。去除率上,棉秆炭与Zn(Ⅱ)初始浓度和热解温度负相关,木质活性炭与Zn(Ⅱ)初始浓度正相关;吸附量上,棉秆炭、木质和煤质活性炭与Zn(Ⅱ)初始浓度正相关,棉秆炭与热解温度负相关。当Zn(Ⅱ)溶液浓度为2 mg/L时,棉秆炭的吸附性能优于木质和煤质活性炭,当Zn(Ⅱ)溶液浓度为10 mg/L、50 mg/L时,木质活性炭的吸附性能优于棉秆炭和煤质活性炭。棉秆炭吸附Zn(Ⅱ)的机理包含配位反应和离子交换。
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关 键 词: | 棉秆生物炭 官能团 活性炭 吸附法 重金属Zn(Ⅱ) |
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