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投稿时间：2021-09-13 修订日期：2021-09-23 录用日期：2021-09-27 网络发布日期：2022-01-18
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中文摘要: 以麦秆为原料，利用不同铁改性剂（Fe3+、Fe2+、Fe2+/Fe3+、Fe0）制得4种磁性生物炭，用于六价铬离子吸附。通过比表面积与孔径分布、FTIR、XPS、XRD和VSM等表征分析，结合吸附等温线和吸附动力学过程研究表明，Fe2+能更有效地提高生物炭磁性，Fe2+和Fe3+改性生物炭比饱和磁化强度分别为11、2.45 A?m2/kg。Fe3+和Fe2+参与改性均使得生物炭吸附性有所提升，而Fe0改性使生物炭吸附性变弱，Fe2+/Fe3+共同改性的生物炭吸附性最佳。Fe2 +/Fe3+改性生物炭比表面积达33.73 m2/g，在Cr(Ⅵ)初始浓度100 mg/L、生物炭用量4 g/L、pH=2、303 K条件下，对Cr(Ⅵ)的去除率达95.77%。Fe2+/Fe3+改性生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型，表明Cr(Ⅵ)在其表面的吸附是吸附位点能量均匀的单分子层化学吸附。
Abstract:Wheat straw-derived biochar was modified by different iron modifiers (Fe3+, Fe2+, Fe2+/Fe3+, Fe0) to prepare four kinds of magnetic biochars for Cr(Ⅵ) adsorption. The characterization by specific surface area and pore size distribution, FTIR, XPS, XRD, and VSM, combined with the results from adsorption isotherm and adsorption kinetics shows that values of magnetization of Fe2+ and Fe3+-modified biochar is 11 A?m2/kg and 2.45 A?m2/kg respectively. Both Fe3+ and Fe2+ modification improve adsorption performance of biochar, while Fe0 weakens adsorption capacity of biochar. Fe2+/Fe3+-modified biochar exhibits good adsorption with specific surface area of 33.73 m2/g. Removal rate of Cr(Ⅵ) is 95.77% under the conditions including initial Cr(Ⅵ) concentration of 100 mg/L, biochar dosage of 0.2 g, pH value of 2, and temperature of 303 K. Adsorption of Cr(Ⅵ) on Fe2+/Fe3+-modified biochar conforms to quasi-second-order kinetic model and Langmuir adsorption isotherm model. Adsorption of Cr(Ⅵ) on biochar is monolayer chemisorption with uniform adsorption site energy.
文章编号： 中图分类号： 文献标志码：
基金项目:湖北省大学生创新创业训练计划项目（S202010488025）；武汉科技大学煤转化与新型炭材料湖北省重点实验室基金资助项目（WKDM202107）
| 作者 | 单位 | |
| 吴卫蔚 | 武汉科技大学 | Wuweiwei26@wust.edu.cn |
| 毛磊* | 武汉科技大学 | maolei@wust.edu.cn |
| 胡慧兰 | 武汉科技大学 | |
| 甘文军 | 武汉科技大学 |
| Author Name | Affiliation | |
| WU Wei-wei | Wuhan University of Science and Technology | Wuweiwei26@wust.edu.cn |
| MAO Lei | Wuhan University of Science and Technology | maolei@wust.edu.cn |
| HU Hui-lan | ||
| GAN Wen-jun |
引用文本：
吴卫蔚,毛磊,胡慧兰,甘文军.不同铁改性剂对磁性麦秆生物炭吸附Cr(Ⅵ)的影响[J].有色金属（冶炼部分）,2022(2):90-98.
WU Wei-wei,MAO Lei,HU Hui-lan,GAN Wen-jun.Effect of Fe-bearing Modifying Agents on Adsorption Performance of Magnetic Straw-Derived Biochars for Cr(Ⅵ)[J].Nonferrous Metals (Extractive Metallurgy),2022(2):90-98.
吴卫蔚,毛磊,胡慧兰,甘文军.不同铁改性剂对磁性麦秆生物炭吸附Cr(Ⅵ)的影响[J].有色金属（冶炼部分）,2022(2):90-98.
WU Wei-wei,MAO Lei,HU Hui-lan,GAN Wen-jun.Effect of Fe-bearing Modifying Agents on Adsorption Performance of Magnetic Straw-Derived Biochars for Cr(Ⅵ)[J].Nonferrous Metals (Extractive Metallurgy),2022(2):90-98.
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