| 微纳米粒径生物炭的结构特征及其对Cd2+吸附机制 |
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| 引用本文： | 马文艳,裴鹏刚,高歌,孙约兵.微纳米粒径生物炭的结构特征及其对Cd2+吸附机制[J].环境科学,2022,43(7):3682-3691. |
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| 作者姓名： | 马文艳 裴鹏刚 高歌 孙约兵 |
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| 作者单位： | 农业农村部环境保护科研监测所, 农业农村部产地环境污染防控重点实验室, 天津市农业环境与农产品安全重点实验室, 天津 300191 |
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| 基金项目： | 国家重点研发计划项目（2018YFD0800300）；国家自然科学基金项目（31971525） |
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| 摘 要： | 为探究不同微纳米粒径生物炭的结构特性和对Cd2+吸附性能的影响.通过筛分法和球磨法制备不同粒径（180~250、50~75和≤20 μm，分别表示为BC-1、BC-2和BC-3）玉米秸秆生物炭，利用元素分析、激光粒度分析、SEM、BET、FTIR和XPS等手段对生物炭的结构进行了表征，采用静态吸附实验研究了不同初始Cd2+浓度、吸附时间和pH条件下生物炭对Cd2+的吸附行为与机制.结果表明，随粒径减小，生物炭表现为pH值和Zeta电位均下降、芳香性和极性降低、比表面积和孔体积增大.不同粒径生物炭对Cd2+的吸附动力学符合准二级动力学模型，以化学吸附为主，其平衡时间依次为：BC-1（540 min）>BC-2（360 min）>BC-3（80 min）.Langmuir模型能更好拟合Cd2+在不同粒径生物炭上的吸附等温过程（R2>0.97），Cd2+最大吸附量随粒径减小而增大，表现为：BC-3（74.43 mg ·g-1）>BC-2（45.71 mg ·g-1）>BC-1（44.59 mg ·g-1）.生物炭吸附Cd2+主要机制有静电吸引、表面络合和阳离子-π作用.
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| 关 键 词： | 生物炭 微纳米粒径 镉(Cd) 球磨 吸附机制 |
| 收稿时间： | 2021/10/13 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2021/11/28 0:00:00 |
Structural Characteristics of Micro-nano Particle Size Biochar and Its Adsorption Mechanism for Cd2+ |
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| MA Wen-yan,PEI Peng-gang,GAO Ge,SUN Yue-bing.Structural Characteristics of Micro-nano Particle Size Biochar and Its Adsorption Mechanism for Cd2+[J].Chinese Journal of Environmental Science,2022,43(7):3682-3691. |
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| Authors: | MA Wen-yan PEI Peng-gang GAO Ge SUN Yue-bing |
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| Institution: | Key Laboratory of Original Agro-Environmental Pollution Prevention and Control, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Tianjin Key Laboratory of Agro-Environment and Agro-Product Safety, Agro-Environmental Protection Institute, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Tianjin 300191, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | biochar micro-nano particle size cadmium (Cd) ball milling adsorption mechanism |
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