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N摻雜生物炭的制備及其對Co2+ 的吸附性能

467   編輯：中冶有色網   來源：余謨鑫,張書海,朱博文,張晨,王曉婷,鮑佳敏,鄔翔  
2024-04-17 08:59:12
鈷是一種劇毒重金屬[1~3] 目前去除廢水中Co2+的方法，有化學沉淀、混凝、離子交換、吸附、電化學和膜分離等[4] 吸附法操作簡易、成本低且效率高[5] 吸附法使用的吸附劑，最常見的有沸石[6]、離子交換樹脂[7]、殼聚糖[8]、活性炭[9]等 活性炭的孔隙率高、孔容大、官能團豐富，且易改性和再生[10] 傳統的活性炭是用煤瀝青等工業原料制造的，成本高且性能不高[11] 生物質原料的來源廣泛，適合用作制造生物炭的原料[12] Qiang和Yang等[13]研究了稻草在不同溫度下熱解吸附Ni2+、Co2+的性能和機理，發現稻草生物炭對Co2+和Ni2+的最高吸附量分別高達39.92和33.12 mg·g-1 余建星等[14]以核桃青皮為原料用水熱法制備炭前驅體，然后以終溫800℃活化制備出生物質炭(HBC800) 這種生物質炭對Ni2+的最大理論吸附量高達 127.39 mg·g-1 Elham Aboli等[15]以柑橘葉為原料制備的生物炭，對Pb2+、Co2+和Ni2+的最大吸附容量分別為69.82、60.60和58.14 mg·g-1 Arnelli等[16]使用稻殼為原料、以KOH為活性劑，高溫熱解制備活性炭再使用十二烷基硫酸鈉(SLS)為表面活性劑對其進一步改性，在300 min內對40 mg·L-1的Ni2+的吸附效率為95.97% 但是上述方法復雜且使用的化學試劑過多，容易造成污染 蘆薈葉是制藥、化妝品和食品工業的一種廢棄物[17] 可使用蘆薈葉皮作為炭源制造活性炭，用于處理水中重金屬污染物[18] 摻N炭材料具有獨特的絡合結構、高孔容、大的吸附容量、快速的吸附動力學、機械和熱穩定性且成本低，受到極大的關注[19, 20] 尿素的N含量高、價格低廉，且其熱解產物無毒[21] 本文使用蘆薈葉皮為生物質原料、尿素為氮源，用水熱法制備炭的前驅體，再對其高溫熱解制備N摻雜生物炭，研究其對Co2+的吸附性能并闡明吸附機理 1 實驗方法1.1 實驗用試劑和儀器設備 CH4N2O，Co(NO3)3·6H2O(分析純)；蘆薈葉皮；純水 GSL-1600X型高溫真空管式爐；Nanosem430型掃描電子顯微鏡(SEM)；3H-2000PS1型自動氮氣吸附儀(BET)；Nicolet is 50型傅立葉紅外光譜儀(FTIR)；ESCALAB25型X-射線
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生物炭 吸附性能
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