磁性双污泥生物炭的一锅法制备及吸附水中盐酸环丙沙星性能

作     者：帖靖玺 闫梦佳 段晓涵 刘玉浩 

作者机构：华北水利水电大学环境与市政工程学院 河南环境与水利职业技术学院环境工程系 

出 版 物：《精细化工》 (Fine Chemicals)

年 卷 期：2024年

核心收录：

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：河南省科技攻关项目(242102231015 242102320135) 

主　　题：自来水厂铁盐污泥 造纸污泥 磁化双污泥生物炭 盐酸环丙沙星 吸附 水处理技术 

摘      要：以自来水厂铁盐污泥（IBWS）和造纸厂污泥（PMS）为原料，采用无氧高温（500 ℃）热解一锅法制备了磁性双污泥生物炭（MDSBC）。采用SEM、N2吸附-脱附、XRD、FTIR、XPS和振动样品磁强计对其进行了表征，通过静态吸附实验，考察了初始溶液pH、共存阴离子对MDSBC吸附水中盐酸环丙沙星（CIP）性能的影响，并探究了其吸附过程，推测了其吸附机理。结果表明，由m（IBWS）∶m（PMS）＝1.0∶2.5制备的MDSBC（2.5）具有良好的吸附性能和磁分离性能；在吸附时间为4 h的条件下，0.05 g MDSBC（2.5）对20 mL初始质量浓度为120 mg/L的CIP溶液（初始溶液pH＝3）的吸附量最低，为28.13 mg/g，初始溶液pH＝5时的吸附量最高，为33.65 mg/g；MDSBC（2.5）对CIP的吸附过程符合伪二级动力学模型，吸附等温线符合Langmuir模型，吸附过程是自发的物理化学吸附的放热过程；溶液中的Cl–和SO42–（质量浓度100～300 mg/L）对MDSBC（2.5）吸附CIP的影响不大，而PO43–通过堵塞MDSBC（2.5）表面孔道和升高体系pH导致OH–和CIP–之间竞争性吸附，明显抑制了MDSBC（2.5）对CIP的吸附，且抑制程度与PO43–质量浓度呈正相关；MDSBC（2.5）循环使用5次后，CIP吸附量下降12.5%；MDSBC（2.5）对CIP的吸附过程是物理吸附、化学吸附、氢键和π-π键共同作用的结果。