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酸碱改性生物炭对水中磺胺噻唑的吸附性能研究

发布时间:2018-11-06 17:57
【摘要】:以马铃薯茎叶为原料,采用限氧裂解法制备生物炭,通过H2SO4和KOH处理制备酸、碱改性生物炭.应用比表面积法(BET)、扫描电镜(SEM)和红外光谱(FTIR)研究了改性前后3种生物炭的结构与性质,并通过单因素实验研究了吸附时间、温度、磺胺噻唑初始浓度、p H值等因素对原始及酸碱改性3种生物炭吸附磺胺噻唑效果的影响,初步探讨了吸附机制.结果表明,3种生物炭对磺胺噻唑的吸附行为符合准二级动力学方程;酸改性生物炭对磺胺噻唑的吸附等温线符合Temkin模型,原炭和碱改性生物炭的吸附等温曲线符合Freundlich模型.酸改性极大的提高了生物炭对磺胺噻唑的吸附能力,最大吸附量为7.69 mg·g-1,是原炭吸附量的2.4倍;溶液p H对3种生物炭吸附磺胺噻唑影响不明显.热力学研究表明,酸改性生物炭对磺胺噻唑的吸附为自发的吸热反应.FTIR分析表明,酸改性生物炭表面有更多含氧官能团,为磺胺噻唑的吸附提供了吸附点.氢键、范德华力及偶极距力作用对生物炭吸附磺胺噻唑起到主要作用.
[Abstract]:Using potato stem and leaf as raw material, biological carbon was prepared by oxygen-limited pyrolysis method. Acid and alkali were prepared by H2SO4 and KOH treatment. The structure and properties of three kinds of biochar before and after modification were studied by (BET), scanning electron microscope (SEM) and IR (FTIR). The adsorption time, temperature and initial concentration of sulfathiazole were studied by single factor experiment. The effect of pH value on the adsorption of sulfathiazole by three kinds of biological carbon modified by acid-base was studied. The results show that the adsorption behavior of three kinds of biochar for sulfathiazole accords with the quasi second-order kinetic equation, the adsorption isotherm of acid-modified biochar accords with Temkin model, and the adsorption isotherm curve of raw carbon and alkali-modified biochar accords with Freundlich model. The adsorption capacity of sulfathiazole was greatly improved by acid modification, and the maximum adsorption capacity was 7.69 mg g ~ (-1), which was 2.4 times of that of the original carbon, while solution pH had no obvious effect on the adsorption of sulfathiazole by three kinds of biochar. Thermodynamic study showed that the adsorption of sulfathiazole on acid-modified biochar was a spontaneous endothermic reaction. FTIR analysis showed that there were more oxygen-containing functional groups on the surface of acid-modified biochar, which provided the adsorption point for the adsorption of sulfathiazole. Hydrogen bond, van der Waals force and dipole force play a major role in the adsorption of sulfathiazole by biochar.
【作者单位】: 兰州大学资源环境学院甘肃省环境污染预警与控制重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金(No.21307050) 兰州大学中央高校基本科研业务费专项资金(No.lzujbky-2016-162)~~
【分类号】:TQ424;X52

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本文编号:2315045

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