不同炭化温度制备的蚕丝被废弃物生物炭对重金属Cd~(2+)的吸附性能

以蚕丝被废弃物为原料,在300、500和700℃高温缺氧条件下热解炭化制备成3种生物炭(BC300、BC500和BC700).利用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、X-射线衍射仪(XRD)、比表面积分析仪等对其理化性质进行表征,并研究了不同温度下制备的生物炭对溶液中Cd~(2+)的吸附特性.结果表明:随着炭化温度上升,BET比表面积、pH、灰分均增大,生物炭表面形态结构越来越不规则.XRD结果显示:不同温度下获得的生物炭中均含有一定量的方解石,FT-IR光谱图上的峰主要为-OH和方解石典型的吸收峰;pH对生物炭吸附Cd~(2+)的影响不大;Langmuir方程能更好地拟合3种生物炭对Cd~(2+)的吸附等温过程,其最大吸附量分别为25.61、52.41和91.07 mg·g-1.3种生物炭对Cd~(2+)吸附过程均更符合准二级动力学方程,且BC700对Cd~(2+)的吸附效果最佳.进一步研究离子浓度及阳离子共存对BC700吸附Cd~(2+)的影响,结果显示:NaCl浓度越高,对Cd~(2+)的吸附抑制越明显;共存阳离子中,Cd~(2+)和Mg~(2+)对Cd~(2+)的吸附抑制更明显,而K~+几乎无影响.因此,以蚕丝被废弃物制备的生物炭作为去除水体中Cd~(2+)的吸附剂具有较强的应用潜力.