改性秸秆生物质炭吸附去除水中氨氮的研究

以秸秆为原材料制备生物质炭,为了提高生物质炭的吸附能力,采用浓硝酸与氢氧化钠对其进行改性处理。采用扫描电镜(SEM)和红外光谱(FTIR)对秸秆生物质炭进行表征。结果表明,酸碱改性后的生物质炭比未改性的不仅增加了一些小孔,而且改变了官能团的组成和吸收峰的强度,从而影响吸附效果。通过实验研究了投加量、吸附时间和温度等因素对改性生物质炭吸附去除氨氮效果的影响。对于50 mg/L的氨氮废水,最佳投料比为10 g/L。吸附动力学结果表明:酸改性的秸秆生物质炭对氨氮的吸附在200 min左右基本达到平衡,最高氨氮去除率达到80.5%;碱改性的秸秆生物质炭对氨氮的吸附在140 min左右基本达到平衡,最高氨氮去除率达到83.3%。碱改性秸秆生物质炭的吸附性能优于酸改性,其吸附符合准二级动力学方程,其吸附行为受外部液膜扩散、颗粒内扩散以及表面吸附等过程的影响。同时,吸附过程为吸热反应,随着温度的升高,利于吸附反应的进行。吸附等温线满足Freundlich方程。