孔隙堵塞效应降低生物质炭-磁铁矿混合物对镉的吸附能力

利用吸附实验，通过吸附等温模型，研究了磁铁矿、生物质炭和生物质炭-磁铁矿混合物对Cd的吸附能力；在此基础上，使用X射线光电子能谱（XPS）和BCR连续提取法对吸附介质上Cd的结合形态进行分析.Langmuir和Freundlich两种吸附等温模型拟合结果表明，无论单一的磁铁矿和生物质炭或是二者的混合物对Cd的吸附均为单层吸附.磁铁矿和生物质炭对Cd单独吸附的吸附量分别为18.9、14.0 mg·kg^-1，而生物质炭-磁铁矿混合物对Cd的吸附量为12.0 mg·kg^-1，低于其单独吸附Cd的吸附能力.当加入胡敏酸（HA）时，磁铁矿和生物质炭对Cd的吸附量分别为23.0、14.7 mg·kg^-1，混合物对Cd的吸附量为13.3 mg·kg^-1，混合后材料对Cd的吸附能力均降低.粒径、孔隙度和形貌表征结果显示，生物质炭粒径（10~100 μm）远大于磁铁矿粒径（1~10 μm），混合后部分磁铁矿纳米颗粒堵塞生物质炭的微孔，使混合后材料孔隙度明显降低（88.5%~74.5%），从而导致混合材料吸附能力下降.XPS分析中，与磁铁矿混合或加入HA都对生物质炭表面C—O官能团含量有影响，从而影响吸附效果.从XPS结果还可以看出，吸附后的Cd全部以Cd²⁺形式存在，BCR连续提取也证明吸附剂上的Cd主要以可交换态存在.磁铁矿和生物质炭除去Cd主要依赖表面吸附、络合及共沉淀.吸附的Cd较不稳定，随着环境变化容易发生解吸作用，重新释放到环境中.

The pore blocking effect decreases the cadmium adsorption onto biochar-magnetite complex