两种典型麻类生物炭对水体中镉离子的吸附性能研究

研究以苎麻和红麻茎、叶、皮3个部位为原材料制备生物炭，通过静态批次吸附试验，探究投加量、初始溶液pH、初始溶液Cd²⁺浓度、反应时间、再生处理对6种生物炭吸附水中Cd²⁺性能的影响，同时拟合动力学方程及等温吸附模型，并采用扫描电镜、X射线光电子能谱对6种生物炭进行表征分析，研究其吸附机理。结果表明，6种材料中，苎麻叶生物炭对水中Cd²⁺的吸附效果最好，最大吸附量达到了133.05 mg/g。6种生物炭对水中Cd²⁺的去除率受投加量影响较大，苎麻茎生物炭受溶液初始pH影响较大。6种生物炭对Cd²⁺脱附再生再吸附一次都能保持较好吸附效果，其中苎麻叶生物炭效果最佳。6种吸附材料都能较好地拟合Langmuir理论模型和准二级动力学方程。生物炭对Cd的吸附机理主要为羟基化表面(-OH)或其去质子化(-O^-)络合反应及静电作用。6种生物炭材料均是较好的吸附材料，其中苎麻叶材料的吸附潜力最为突出。