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以农林废弃物荞麦皮为原料制备生物炭(BBC),采用XRD、Raman、N2吸附/脱附、FTIR和XPS方法对BBC进行表征,研究其对奥硝唑(Ornidazole,ONZ)的吸附性能及机理.结果表明,热解温度在400~800 ℃, BBC的得炭率为24.5%~34%;温度升高,BBC的芳香性和稳定性增加(H/C由0.047降低至0.013),比表面积和孔容升高,对ONZ的吸附率增加.采用不同动力学和吸附等温线模型对不同热解温度BBC吸附ONZ的过程进行模拟,吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温线模型,表明BBC对ONZ的吸附为单层吸附.其中热解温度为800 ℃时的BBC(BBC-800)对ONZ的吸附效果最好,最大吸附量达到27.12 mg?g-1.初始pH为3.02~11.03,对BBC-800吸附ONZ的影响不大;共存离子(Na+、NH4+、CO32-、HCO3-和SO42-)对吸附过程有一定促进作用; 腐殖酸(HA)抑制吸附效果, 5.0 g?L-1时ONZ的吸附率由97.15%下降至56.86%. FTIR、N2吸附/脱附和XPS分析结果表明, BBC-800对ONZ的吸附机制主要包括孔隙扩散,生物炭表面与ONZ分子间的氢键、π-π和p-π共轭作用. BBC-800能够有效去除实际水体(污水厂二沉池出水、湖水)中ONZ的残留. 吸附-解吸3次循环实验表明,BBC-800仍具有较好的吸附性能, 对ONZ的吸附容量为14.10 mg?g-1. 研究结果对荞麦皮的资源化及奥硝唑类药物的有效去除具有重要参考价值. 相似文献
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采用NaHCO3活化荞麦皮生物炭,优化得到生物炭0.25N-BC[m(NaHCO3):m(荞麦皮)=0.25:1],通过SEM、BET、XRD、Raman、FTIR和XPS等方法进行表征,分析NaHCO3对生物炭理化性质的影响,探究其对非离子型碘代X射线造影剂碘帕醇(IPM)的吸附性能和机制.结果表明,与荞麦皮生物炭相比(BC),NaHCO3活化生物炭的结构缺陷程度更高(比表面积和孔体积分别由480.40 m2·g-1和0.29 cm3·g-1增至572.83 m2·g-1和0.40 cm3·g-1,ID/IG是BC的1.22倍),表面含碳和含氧官能团数量发生显著变化,极性增强[(N+O)/C由0.15增至0.24],能够有效吸附IPM,0.25N-BC对IPM最大吸附量达到74.94 mg·g-1,是BC (7.88 mg·g-1)的9.51倍.拟二级吸附动力学和Langmuir、Freundlich等温线模型可很好地拟合0.25N-BC对IPM的吸附,吸附过程主要以化学吸附和单层、非均质多层吸附为主;孔隙填充、氢键、π—π和n—π相互作用是0.25N-BC吸附IPM的主要机制.对比不同碱[KOH、Na2CO3、NaHCO3、KHCO3和Ca (HCO3)2]活化荞麦皮生物炭对IPM的吸附,0.25N-BC吸附效率高,达到吸附平衡时间短,能有效去除实际水体(二沉池出水和湖水)中IPM的残留,并具有良好的循环使用性能,吸附-解吸3次后对IPM的去除率仍保持在74.91%.研究表明NaHCO3活化荞麦皮生物炭是一种绿色有效,可持续去除含碘有机物的优良吸附剂. 相似文献
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