核桃青皮生物炭对重金属的吸附效应分析

以核桃青皮为原料，分别在300、500和700℃的条件下经过限氧热解制备了核桃青皮生物炭WP300、WP500和WP700，并应用于溶液中Pb²⁺、Cu²⁺和Cd²⁺的吸附去除.结果表明，中等热解温度下的WP500具有最高的重金属吸附性能，且在溶液初始pH为8时吸附效果最佳，对Pb²⁺、Cu²⁺和Cd²⁺的去除率分别为97.87%、99.78%和71.15%.不同吸附体系下所需的生物炭投加量不一致，在单一金属体系中，WP500对Pb²⁺、Cu²⁺和Cd²⁺的最佳投加量为1.3、2.1和1.9 g ·L^-1，而在复合污染体系下，生物炭最佳投加量为5.1 g ·L^-1.此外，在单一和复合重金属反应体系中，WP500对3种重金属的吸附量均呈现出Pb²⁺>Cu²⁺>Cd²⁺的规律，且在竞争吸附条件下，3种吸附质之间不存在协同或拮抗作用.等温吸附模型拟合结果显示，WP500对Pb²⁺、Cu²⁺和Cd²⁺的固定方式较为多元，而动力学拟合结果则证明了WP500与Pb²⁺、Cu²⁺和Cd²⁺之间主要是化学吸附.分析表明核桃青皮生物炭对3种重金属的吸附机制涉及孔隙填充、静电吸附、离子交换、矿物沉淀、官能团络合和π-π电子供体-受体相互作用.本研究为核桃青皮的资源化利用提供了一种新的视角.

Adsorption Performance of Walnut Green Husk Biochar for Heavy Metals