响应面法优化制备污泥生物炭负载纳米零价铁

为了确定污泥生物炭(SBC)负载纳米零价铁(nZVI@SBC)的最优制备条件,文章以市政污泥、七水合硫酸亚铁为原料,采用限氧高温热解、酸洗改性和液相还原法制备nZVI@SBC材料。以水中Cd(Ⅱ)的去除率为吸附指标,利用Plackett-Burman实验设计筛选显著因素,并采用Box-Behnken响应面法对制备条件进行优化,进一步通过扫描电镜、X射线能谱和傅里叶变换红外光谱等手段对nZVI@SBC进行表征分析。结果表明,二次多项式模型拟合显著(P<0.01),失拟项不显著(P>0.05),模型决定系数(R²)为0.981 3,模型拟合良好。在SBC热解温度为691℃,铁土质量比(M_Fe/M_SBC)为1.90,酸洗HCl浓度为3.75 mol/L,混合搅拌时间150 min,无水乙醇添加量50 mL的最优条件下,nZVI@SBC对200 mg/L Cd(Ⅱ)的实际去除率为74.77%,与模型理论预测值74.95%接近,证明采用响应面法优化n ZVI@SBC制备条件可靠。