TiO2-SiO2改性香蕉皮生物炭对水中二氯喹啉酸吸附性能研究

为了寻找有效去除污水中二氯喹啉酸(QNC)的方法,以农业废弃物香蕉皮为原料,磷酸、TiO2和SiO2为活化剂,制备了TiO2-SiO2改性香蕉皮生物炭(Ti-Si-BC).采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、比表面积法(BET)和元素分析(EDS)等手段对改性前后生物炭的物理化学性质进行表征,研究了Ti-Si-BC对QNC的吸附机理以及接触时间、初始浓度、温度和吸附剂用量等因素对吸附效果的影响.结果表明:磷酸、TiO2和SiO2的协同改性显著提高了生物炭的比表面积并增加了吸附点位.在QNC初始浓度为60 mg·L-1时,Ti-Si-BC对QNC的吸附率是天然香蕉皮生物炭(BC)的2.5倍.Ti-Si-BC对QNC的吸附动力学过程更符合准二级动力学模型,说明吸附包括表面的物理吸附和内部的化学扩散.等温吸附过程更符合Freundlich模型,说明吸附为非均相多层吸附.热力学结果表明该吸附为吸热的自发反应.Ti-Si-BC对QNC吸附的机理主要包括孔隙填充、静电和氢键等作用,其吸附效果较BC明显提高,具有良好的应用潜力.