定量分析秸稈和豬糞生物炭對鎘的吸附作用

環(huán)境修復(fù)網(wǎng)訊:摘要：為定量研究生物炭對鎘（Cd）的吸附作用，以灰分含量不同的小麥秸稈（W）和豬糞（P）為原材料，分別在300℃ 和700℃ 下熱解制備4 種生物炭（WBC300、WBC700、PBC300 和PBC700），定量分析了生物炭對Cd 的吸附作用。

結(jié)果表明：除灰后生物炭對Cd 的吸附能力顯著下降38.5%~83.0%，且除灰處理對BC700 影響較BC300 大。生物炭無機(jī)組分主要通過沉淀作用和離子交換作用吸附溶液中的Cd，有機(jī)組分主要通過含氧官能團(tuán)的絡(luò)合作用吸附Cd。在pH 5.0、Cd 初始濃度為200 mg·L-1條件下，沉淀作用、離子交換作用和絡(luò)合作用在PBC300 吸附Cd 的過程中貢獻(xiàn)率分別為52.1%、32.2%和15.5%，PBC700 分別為91.9%、5.10%和2.96%，WBC300 分別為23.9%、36.2%和39.9%，WBC700 分別為63.5%、21.8%和14.7%。

研究表明，隨著生物炭熱解溫度的升高，沉淀作用在生物炭吸附Cd 的過程中貢獻(xiàn)率升高，而離子交換作用和絡(luò)合作用貢獻(xiàn)率下降；無機(jī)沉淀作用和離子交換作用為灰分含量較高的生物炭吸附Cd 的主要機(jī)理。

結(jié) 論：

（1）無機(jī)組分和有機(jī)質(zhì)是生物炭吸附Cd 的主要組分，其中無機(jī)組分主要通過沉淀作用和離子交換作用吸附溶液中的Cd，有機(jī)質(zhì)通過表面含氧官能團(tuán)的絡(luò)合作用吸附溶液中的Cd。

（2）隨著生物炭熱解溫度的升高，沉淀作用在生物炭吸附Cd 過程中的貢獻(xiàn)率升高，而離子交換作用和絡(luò)合作用貢獻(xiàn)率下降。

（3）灰分含量較高以及高溫制備的生物炭，無機(jī)沉淀作用和離子交換作用為生物炭吸附Cd 的主要機(jī)理；低溫制備的有機(jī)質(zhì)含量較高的生物炭有機(jī)質(zhì)對Cd 的吸附貢獻(xiàn)率較高。