造纸污泥生物炭对四环素的吸附特性及机理

发布时间：2024-05-19 04:27

　　以造纸污泥为原料,在限氧条件下,通过控制热解温度(300,500和700℃),制备生物炭(SBC300、SBC500和SBC700),比较了3种生物炭的基本理化性质;以四环素(TC)为目标污染物,研究了造纸污泥生物炭(SBC)对TC的吸附特性及机理.结果表明,SBC对TC的吸附以化学吸附为主,吸附平衡时,SBC300对TC的去除率最低,为38.8%,SBC700的去除率最高,为54.1%;同时Langmuir模型能更好地描述此吸附过程,且最大吸附量依次为SBC700(63.8mg/g)>SBC500(50.6mg/g)>SBC300(40.0mg/g).热力学分析表明,SBC对TC的吸附为自发且吸热的过程.pH值影响TC的存在形态及SBC的表面带电情况,对吸附过程有较大影响.通过吸附等温线分解法定量描述了表面吸附作用及分配作用的贡献率,结合FTIR分析,表明SBC对TC的吸附可能是分配作用、静电作用、氢键作用、π-πEDA作用及离子交换作用等共同作用的结果.

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【部分图文】：

图1SBC对TC的吸附动力学拟合曲线(a)及颗粒内扩散方程拟合曲线(b)

2.2吸附动力学由图1(a)可知,在吸附反应进行的前2h,SBC对TC的吸附量随时间的延长而增加,此后,曲线趋于平滑,达到吸附平衡.相对于硝酸改性的油菜生物炭以及小麦秸秆生物炭平衡时间24h和4h而言[19,20],SBC对TC的吸附速率较快,在实际应用中可降低废水处理的时间成....

图225℃时SBC对TC的吸附等温线及拟合曲线

吸附等温线是一定温度条件下,吸附平衡时,吸附质在吸附剂以及溶液中的浓度之间关系的曲线.由图2可知,随着TC浓度的增加,SBC的吸附量也相应增大,当浓度增大到一定水平时,吸附量趋于稳定,说明适当提高TC的初始浓度能有效促进吸附.由表3可知,Langmuir方程的相关系数R2大于其它....

图3温度对平衡吸附系数的影响

用lnKL对1/T作图(图3),根据所得直线的截距和斜率计算?Sθ和?Hθ,再通过式(5)计算?Gθ.结果见表4.?Hθ为正值,说明此吸附过程吸热;?Gθ均小于-20kJ/mol,说明该吸附过程自发进行且以化学吸附为主[21];?Sθ为正值,说明增温使得吸附体系固液两相界面的自....

图4pH值对SBC吸附TC的影响

溶液pH值通过影响吸附剂的表面电荷以及吸附质的存在形态,进一步影响吸附过程.pH值对SBC吸附TC的影响如图4所示.TC有3个离解平衡常数,分别为pKa1=3.3,pKa2=7.68,pKa3=9.69[27],溶液pH值不同时,TC的存在形态及带电性不同.pHpz....

本文编号：3977598