| 不同构型富氮生物炭对Pb (II)和Cr (VI)的作用机制 |
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| 引用本文： | 江钰,邓郁蓉,王金灵,杨琛,黄伟林,党志. 不同构型富氮生物炭对Pb (II)和Cr (VI)的作用机制[J]. 环境科学学报, 2021, 41(10): 4128-4139 |
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| 作者姓名： | 江钰 邓郁蓉 王金灵 杨琛 黄伟林 党志 |
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| 作者单位： | 华南理工大学环境与能源学院, 广州 510006;1. 华南理工大学环境与能源学院, 广州 510006;2. 工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室, 广州 510006;1. 华南理工大学环境与能源学院, 广州 510006;2. 罗格斯大学环境科学系, 新泽西州 08901 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金（No.41773107）；广东省基础与应用基础研究基金项目（No.2020A1515011560）；广州市科技计划项目（No.202002030297） |
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| 摘 要： | 为了明确不同构型富氮生物炭对重金属的作用机理，本研究以玉米秸秆为生物质，通过尿素改性结合高温热解制备了3种不同氮构型的富氮生物炭（以吡咯氮为主的Pr-NBC、吡啶氮为主的Pd-NBC和石墨氮为主的Gp-NBC），考察其对典型重金属的作用行为.吸附动力学和吸附等温线等实验结果显示：富氮生物炭对Pb （II）和Cr （VI）的吸附均以化学吸附为主，且存在明显的差异；对Pb （II）的吸附容量与溶液离子强度成正比，吸附可能以形成内层络合物为主，对Cr （VI）的作用则包含吸附和还原两个过程；对两种重金属的吸附容量受pH影响较大，静电吸引作用可能是主要驱动力.吸附前后的材料表征显示：富氮生物炭主要通过静电吸引作用、阳离子交换、沉淀作用和阳离子-π键作用吸附Pb （II），通过静电吸引作用吸附Cr （VI），同时能将Cr （VI）还原为Cr （III）.不同构型氮与重金属作用机理存在差异，其中，石墨氮主要通过与Pb （II）形成阳离子-π键作用促进吸附，吡咯氮和吡啶氮具有还原性，可将Cr （VI）转化为Cr （III），实现减毒.因此，在考察自然环境中富氮生物炭对重金属的作用机制时，应当充分考虑氮构型的影响.
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| 关 键 词： | 富氮生物炭 重金属 氮构型 作用机制 |
| 收稿时间： | 2021-02-17 |
| 修稿时间： | 2021-03-19 |
Mechanism of action of nitrogen-rich biochar with different nitrogen configurations on Pb(II) and Cr(VI) |
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| JIANG Yu,DENG Yurong,WANG Jinling,YANG Chen,HUANG Weilin,DANG Zhi. Mechanism of action of nitrogen-rich biochar with different nitrogen configurations on Pb(II) and Cr(VI)[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2021, 41(10): 4128-4139 |
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| Authors: | JIANG Yu DENG Yurong WANG Jinling YANG Chen HUANG Weilin DANG Zhi |
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| Affiliation: | School of Environment and Energy, South China University of Technology, Guangzhou 510006;1. School of Environment and Energy, South China University of Technology, Guangzhou 510006;2. Key Laboratory of Pollution Control and Ecosystem Restoration in Industry Clusters, Ministry of Education, Guangzhou 510006;1. School of Environment and Energy, South China University of Technology, Guangzhou 510006;2. Department of Environmental Sciences, Rutgers, The State University of New Jersey, New Brunswick, NJ 08901 |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | nitrogen-rich biochars heavy metals nitrogen configurations mechanism of action |
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