木棉生物炭对水体中Cr(Ⅵ)的吸附特性和机制研究

选取木棉为原材料，在不同温度下制备成生物炭.实验考察了溶液初始pH、不同热解温度及生物炭投加量对吸附效果的影响，并利用吸附动力学、吸附等温线及SEM-EDS、FTIR、XPS、Zeta电位等手段研究木棉生物炭对水溶液Cr（Ⅵ）的吸附特性及吸附机理.结果表明，热解温度为400℃，固液比为2∶1，pH=2.0时，木棉生物炭对水溶液中Cr（Ⅵ）的吸附效果最好.吸附动力学和吸附等温线结果显示，颗粒内扩散方程和Langmuir模型更能较好地拟合吸附过程.由Langmuir模型可以看出，400、550、700℃热解温度下制备的木棉生物炭对水溶液中Cr（Ⅵ）的最大吸附量分别为25.325、20.602、19.616 mg·g^-1.FTIR和Zeta结果表明，木棉生物炭主要通过官能团络合和静电吸附作用去除水溶液中Cr（Ⅵ）.XPS分析结果显示，生物炭表面大部分Cr（Ⅵ）被还原为Cr（Ⅲ），其中，Cr（Ⅵ）占比为26.6%，Cr（Ⅲ）占比为73.4%.研究表明，木棉生物炭作为去除水溶液中Cr（Ⅵ）的吸附剂具有较大的应用潜力.