KMnO_4存在下利用水热法由牛粪制备水热炭及其吸附Pb(Ⅱ)性能

以牛粪为生物质原料,在水溶液和KMn O4溶液中分别制备出牛粪水热炭(HC)和改性牛粪水热炭(MHC),对其灰分、元素组成、形貌、表面基团和织构性质进行了表征,并采用批量吸附实验研究了KMn O4改性对牛粪水热炭吸附Pb(Ⅱ)性能的影响.结果表明,KMn O4改性使牛粪水热炭的灰分和氧含量升高,碳、氢、氮的含量降低,芳香性和极性增强,并使比表面积和孔体积显著提高;在p H=4.0—7.0范围内,MHC对Pb(Ⅱ)的吸附率均高于未改性的水热炭;对Pb(Ⅱ)的吸附过程均遵循准二级动力学模型,KMn O4改性可改善吸附动力学性能;未改性的牛粪水热炭对Pb(Ⅱ)的吸附符合Freundlich等温方程,而MHC的吸附遵循Langmuir等温方程,其饱和吸附量随温度的升高而增大,25℃时其饱和吸附量为82.25 mg·g-1.对MHC吸附过程的ΔGθ、ΔHθ和ΔSθ的计算结果表明,该过程是自发的且固液界面自由度降低的放热过程.