氮掺杂沼渣生物炭对Pb的吸附性能研究

作     者：徐元锋 庞睿峰 陈国聪 杨志仁 黄邓汉文 李正杰 刘力畅 赵小飞 

作者机构：重庆交通大学碳中和技术应用研究中心 

出 版 物：《重庆工商大学学报(自然科学版)》 (Journal of Chongqing Technology and Business University(Natural Science Edition))

年 卷 期：2024年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：中国博后面上基金(2022M720590) 重庆市自然科学基金面上项目(CSTB2023NSCQ-MSX0670) 大学生创新创业训练计划项目(S202310618015) 研究生科研创新项目(2023S0037) 

主　　题：沼渣 生物炭 氮掺杂 Pb 去除 吸附性能 

摘      要：【目的】含铅废水对人体健康和环境的破坏性影响巨大。吸附是一种成熟的除铅技术。然而，吸附高效去除Pb2+仍面临许多挑战，如生物炭吸附剂成本高、吸附容量低等。如何选择吸附材料以及通过改性方法提高吸附效率至关重要。【方法】本研究通过对餐厨沼渣生物炭进行氮化碳负载改性，在不同的溶液初始pH值、吸附时间及Pb2+初始浓度下，研究了氮掺杂沼渣生物炭对Pb2+的吸附效果；并结合SEM、BET、FTIR和XPS等多种表征手段分析探讨吸附机理。【结果】结果表明，氮掺杂使沼渣生物炭产生更多的介孔或微孔，增大了总比表面积和总孔容。含氧官能团和含氮官能团的络合作用是Pb2+吸附的主要机制。氮掺杂生物炭比原始沼渣生物炭的Pb2+吸附效果更好，说明氮掺杂可以有效提高生物炭对Pb2+的吸附能力。Langmuir吸附等温模型和准二级动力学方程更符合其吸附特性，是单分子层吸附，化学吸附是主要吸附方式。【结论】氮掺杂是提高沼渣生物炭对铅离子吸附容量的有效方式，具有良好的应用前景。