改性谷壳生物炭负载磁性Fe去除废水中Pb2+的效果及机制

曹玮, 周航, 邓贵友, 杜文琪, 杨文弢, 辜娇峰, 彭佩钦, 廖柏寒. 改性谷壳生物炭负载磁性Fe去除废水中Pb2+的效果及机制[J]. 环境工程学报, 2017, 11(3): 1437-1444. doi: 10.12030/j.cjee.201511081
引用本文: 曹玮, 周航, 邓贵友, 杜文琪, 杨文弢, 辜娇峰, 彭佩钦, 廖柏寒. 改性谷壳生物炭负载磁性Fe去除废水中Pb2+的效果及机制[J]. 环境工程学报, 2017, 11(3): 1437-1444. doi: 10.12030/j.cjee.201511081
CAO Wei, ZHOU Hang, DENG Guiyou, DU Wenqi, YANG Wentao, GU Jiaofeng, PENG Peiqin, LIAO Bohan. Effects and mechanisms of magnetic iron supported on rice husk biochar removing Pb2+ in wastewater[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2017, 11(3): 1437-1444. doi: 10.12030/j.cjee.201511081
Citation: CAO Wei, ZHOU Hang, DENG Guiyou, DU Wenqi, YANG Wentao, GU Jiaofeng, PENG Peiqin, LIAO Bohan. Effects and mechanisms of magnetic iron supported on rice husk biochar removing Pb2+ in wastewater[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2017, 11(3): 1437-1444. doi: 10.12030/j.cjee.201511081

改性谷壳生物炭负载磁性Fe去除废水中Pb2+的效果及机制

  • 基金项目:

    国家自然科学基金资助项目(41501344)

    农业部与财政部科研专项(农办财函[2014]28号)

    湖南省重点学科建设项目(2006180)

  • 中图分类号: X703

Effects and mechanisms of magnetic iron supported on rice husk biochar removing Pb2+ in wastewater

  • Fund Project:
  • 摘要: 将谷壳生物炭用酸改性后负载磁性Fe3O4,得到一种新的吸附材料(BC-Fe)。通过单因素吸附实验,研究了时间、pH、添加量、浓度以及温度等参数对BC-Fe吸附废水中Pb2+的影响,并对其进行比表面积及傅里叶红外光谱分析,探讨该磁性生物炭对Pb2+的吸附机理。结果表明,BC-Fe对Pb2+的吸附能在2 h内基本达到平衡。在Pb2+溶液初始浓度为100 mg·L-1,pH=5.0,温度为25℃,分别添加0.1 g和0.15 g的BC-Fe于50 mL Pb2+溶液中,单位质量的BC-Fe对溶液中Pb2+的吸附量分别为40.6 mg·g-1和33.2 mg·g-1,去除率分别为81.3%和99.9%。该吸附过程符合拟二级动力学模型,理论平衡吸附量为43.9 mg·g-1。用Langmuir等温吸附方程能够很好地描述其吸附行为;热力学研究表明,BC-Fe对Pb2+的吸附过程是自发的吸热过程。
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  • [1] 王娟, 张乐乐, 康宜宁, 等. Pb在水花生愈伤组织中的超微定位及对矿质元素的影响[J]. 水生生物学报, 2012, 36(2):307-315
    [2] FU Fenglian, WANG Qi. Removal of heavy metal ions from wastewaters:A review[J]. Journal of Environmental Management, 2011, 92(3):407-418
    [3] HANIGAN D, ZHANG Jinwei, HERCKES P, et al. Adsorption of N-nitrosodimethylamine precursors by powdered and granular activated carbon[J]. Environmental Science & Technology, 2012, 46(22):12630-12639
    [4] 程珊珊, 杨锡洪, 章超桦, 等. 壳聚糖对Cd2+和Pb2+的吸附作用[J]. 水产学报, 2011, 35(3):410-416
    [5] 史明明, 刘美艳, 曾佑林, 等. 硅藻土和膨润土对重金属离子Zn2+、Pb2+及Cd2+的吸附特性[J]. 环境化学, 2012, 31(2):162-167
    [6] LEE C R, KIM H S, JANG I H, et al. Pseudo first-order adsorption kinetics of N719 dye on TiO2 surface[J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 2011, 3(6):1953-1957
    [7] CHENG C H, LEHMANN J, THIES J E, et al. Oxidation of black carbon by biotic and abiotic processes[J]. Organic Geochemistry, 2006, 37(11):1477-1488
    [8] 张蕊, 葛滢. 稻壳基活性炭制备及其对重金属吸附研究[J]. 环境污染与防治, 2011, 33(2):41-45
    [9] 冯彦房, 薛利红, 杨梖, 等. 载镧生物炭的优化制备及其对水体中砷的吸附[J]. 中国环境科学, 2015, 35(8):2433-2441
    [10] 王震宇, 刘国成, XING M, 等. 不同热解温度生物炭对Cd(Ⅱ)的吸附特性[J]. 环境科学, 2014, 35(12):4735-4744
    [11] TONG Xuejiao, LI Jiuyu, YUAN Jinhua, et al. Adsorption of Cu(Ⅱ)by biochars generated from three crop straws[J]. Chemical Engineering Journal, 2011, 172(2/3):828-834
    [12] 耿勤, 张平, 廖柏寒, 等. 生物质炭对溶液中Cd2+的吸附[J]. 环境工程学报, 2015, 9(4):1675-1679
    [13] 安增莉, 侯艳伟, 蔡超, 等. 水稻秸秆生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附特性[J]. 环境化学, 2011, 30(11):1851-1857
    [14] 郭素华, 许中坚, 李方文, 等. 生物炭对水中Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附特征[J]. 环境工程学报, 2015, 9(7):3215-3222
    [15] 李坤权, 杨美蓉, 王燕锦, 等. 新型胺化介孔炭的制备及其对Pb(Ⅱ)的吸附[J]. 中国环境科学, 2014, 34(8):1985-1992
    [16] YANG Guangxi, JIANG Hong. Amino modification of biochar for enhanced adsorption of copper ions from synthetic wastewater[J]. Water Research, 2014, 48:396-405
    [17] XU Piao, ZENG Guangming, HUANG Danlian, et al. Use of iron oxide nanomaterials in wastewater treatment:A review[J]. Science of the Total Environment, 2012, 424:1-10
    [18] GONG Jilai, WANG Xiyang, ZENG Guangming, et al. Copper (Ⅱ)removal by pectin-iron oxide magnetic nanocomposite adsorbent[J]. Chemical Engineering Journal, 2012, 185-186:100-107
    [19] 许飘. 磁性纳米固定化黄孢原毛平革菌对铅离子的吸附及其机理研究[D]. 长沙:湖南大学, 2012
    [20] 陈和生, 孙振亚, 邵景昌. 八种不同来源二氧化硅的红外光谱特征研究[J]. 硅酸盐通报, 2011, 30(4):934-937
    [21] ZAITSEV V S, FILIMONOV D S, PRESNYAKOV I A, et al. Physical and chemical properties of magnetite and magnetite-polymer nanoparticles and their colloidal dispersions[J]. Journal of Colloid and Interface Science, 1999, 212(1):49-57
    [22] NASSAR N N. Rapid removal and recovery of Pb(Ⅱ)from wastewater by magnetic nanoadsorbents[J]. Journal of Hazardous Materials, 2010, 184(1/2/3):538-546
    [23] LIANG Sha, GUO Xueyi, FENG Ningchuan, et al. Adsorption of Cu2+ and Cd2+ from aqueous solution by mercapto-acetic acid modified orange peel[J]. Colloids and Surfaces B:Biointerfaces, 2009, 73(1):10-14
    [24] CHEN Hao, ZHAO Jie, DAI Guoliang, et al. Adsorption characteristics of Pb(Ⅱ)from aqueous solution onto a natural biosorbent, fallen Cinnamomum camphora leaves[J]. Desalination, 2010, 262(1/2/3):174-182
    [25] XU Xiaoyun, CAO Xinde, ZHAO Ling, et al. Removal of Cu, Zn, and Cd from aqueous solutions by the dairy manure-derived biochar[J]. Environmental Science and Pollution Research, 2013, 20(1):358-368
    [26] 黄鑫, 高乃云, 张巧丽. 改性活性炭对镉的吸附研究[J]. 同济大学学报(自然科学版), 2008, 36(4):508-513
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-01-12
  • 刊出日期:  2017-03-10

改性谷壳生物炭负载磁性Fe去除废水中Pb2+的效果及机制

  • 1. 中南林业科技大学环境科学与工程学院, 长沙 410004
基金项目:

国家自然科学基金资助项目(41501344)

农业部与财政部科研专项(农办财函[2014]28号)

湖南省重点学科建设项目(2006180)

摘要: 将谷壳生物炭用酸改性后负载磁性Fe3O4,得到一种新的吸附材料(BC-Fe)。通过单因素吸附实验,研究了时间、pH、添加量、浓度以及温度等参数对BC-Fe吸附废水中Pb2+的影响,并对其进行比表面积及傅里叶红外光谱分析,探讨该磁性生物炭对Pb2+的吸附机理。结果表明,BC-Fe对Pb2+的吸附能在2 h内基本达到平衡。在Pb2+溶液初始浓度为100 mg·L-1,pH=5.0,温度为25℃,分别添加0.1 g和0.15 g的BC-Fe于50 mL Pb2+溶液中,单位质量的BC-Fe对溶液中Pb2+的吸附量分别为40.6 mg·g-1和33.2 mg·g-1,去除率分别为81.3%和99.9%。该吸附过程符合拟二级动力学模型,理论平衡吸附量为43.9 mg·g-1。用Langmuir等温吸附方程能够很好地描述其吸附行为;热力学研究表明,BC-Fe对Pb2+的吸附过程是自发的吸热过程。

English Abstract

参考文献 (26)

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