平菇菌糠生物炭对水体中Pb2+的吸附特性与机制

为缓解固废处理压力及开发高效廉价Pb2+吸附产品,以平菇菌糠(PS)为原料,在250、450、650℃温度下,限氧热解制备生物炭(PSBC),并采用BET、SEM-EDS、XRD、FT-IR对样品的表面理化性质进行了探究.通过批量吸附、机制定性和定量分析实验,研究了PSBC对水体中Pb2+的吸附特性和吸附机理.结果 表明:当热解温度由250℃升至650℃,含氧官能团数量减少,比表面积与芳构化程度急剧增加;PSBC对Pb2+的吸附依赖于溶液pH,当pH为6.0时吸附量最大.吸附过程符合准二级动力学与Freundlich模型,说明以多分子层上的化学吸附为主.相较PS250与PS450,PS650拥有较大比表面积与良好的介孔结构,可为Pb2+的吸附提供更多的结合位点.经Langmuir模型计算,PS650最大吸附量为215.30 mg·g-1,其吸附效果甚至高于一些改性生物炭.机理分析表明,PSBC吸附Pb2+的主要机制为碳酸盐的沉淀作用,同时还伴随着含氧官能团的络合以及π-Pb2+间相互作用的贡献.本研究结果可为菌糠固废管理以及污水中Pb2+的去除提供参考.