非生物化学老化对Zn改性生物炭性质及Pb2+吸附性能的影响

    金属盐改性的生物炭性质优异具有广阔的应用前景，但其老化后自身理化性质的变化及对重金属吸附性能的影响并不明确。因此，采用60 ℃及90 ℃非生物化学老化方法，对ZnSO4浸渍改性生物炭(PRZn)进行了为期六个月的老化试验。通过元素分析仪、比表面积分析仪、X射线光电子能谱法和傅里叶红外光谱等手段明确老化后生物炭性质的变化特点，并利用等温吸附实验比较老化对Zn改性生物炭Pb2+吸附性能的差异。结果表明，化学老化过程会生成活性自由基，显著增加了生物炭表面含氧官能团的数量，导致500 ℃制备的PRZn老化后比表面积显著提高(从24.67 m2/g提升到85.51 m2/g)，改性引入的Zn氧化物从晶型结构转化为有机结合态，因此，PRZn经60 ℃老化后，其对Pb2+的吸附量从31.18 mg/g提高到了47.70 mg/g。但经90 ℃老化后，700 ℃制备的PRZn吸附量变化不大，这主要是老化过程中产生的活性氧化物质在90 ℃下发生自猝灭过程，且700 ℃制备的PRZn碳结构相对稳定，导致老化后含氧官能团的量没有显著升高而比表面积下降。本实验研究结果将为改性后老化生物炭在铅污染土壤中的长期利用提供具体理论依据。 

 

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文章目录

 

1 材料与方法

    1.1 材料与试剂

    1.2 实验仪器

    1.3 生物炭的制备

    1.4 生物炭的表征

    1.5 等温吸附实验方法

        1.5.1 水洗生物炭的制备

        1.5.2 等温吸附实验

    1.6 自由基捕获实验

2 结果讨论与分析

    2.1 Zn改性生物炭及老化性质表征分析

        2.1.1 Zn改性及老化生物炭理化性质分析

        2.1.2 Zn改性及老化生物炭表面官能团及表面元素组成分析

        2.1.3 Zn改性及老化生物炭晶体结构分析

    2.2 Zn改性生物炭老化对Pb2+吸附的影响

3 结论