高等学校化学学报 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (1): 155.doi: 10.7503/cjcu20190418
收稿日期:
2019-07-25
出版日期:
2020-01-10
发布日期:
2019-11-14
通讯作者:
徐建玲
E-mail:xujl@foxmail.com
基金资助:
XU Jianling(),ZHANG Di,NIE Miaoqing,WANG Hanxi,LI Longwei
Received:
2019-07-25
Online:
2020-01-10
Published:
2019-11-14
Contact:
Jianling XU
E-mail:xujl@foxmail.com
Supported by:
摘要:
选取玉米秸秆为原料, 经过缺氧炭化制备玉米秸秆生物炭, 并以聚乙烯亚胺(PEI)负载于生物炭表面, 制备PEI功能化秸秆生物炭, 研究了其对水中Cr 6+的吸附性能和机理. 结果表明, 在吸附剂添加量相等条件下, PEI碱性生物炭(PBC)对Cr 6+的吸附效率明显高于PEI酸性生物炭(HBC)和原始生物炭(CBC). PBC对水中Cr 6+的最大吸附量为386.3 mg/g, 吸附平衡时间为300 min; 当pH=2.0左右时, 对Cr 6+的吸附效率最大达到95.94%. 因此, PBC可作为一种高效去除水中Cr 6+的吸附剂.
中图分类号:
TrendMD:
徐建玲,张頔,聂苗青,王汉席,李龙威. PEI功能化秸秆生物炭对水中Cr 6+的吸附性能. 高等学校化学学报, 2020, 41(1): 155.
XU Jianling,ZHANG Di,NIE Miaoqing,WANG Hanxi,LI Longwei. Adsorption of Cr 6+ on Polyethyleneimine-functionalized Straw Biochar from Aqueous Solution †. Chem. J. Chinese Universities, 2020, 41(1): 155.
Biochar | BET Surface area/(m2·g-1) | Micropore area/(m2·g-1) | Micropore volume/(cm3·g-1) | Mesoporous area/(m2·g-1) | Mesoporous volume/(cm3·g-1) | Average aperture/nm |
---|---|---|---|---|---|---|
CBC | 1.3047 | 1.3425 | 0.728×10-3 | — | — | 0.4103 |
PBC | 1.4934 | 0.0499 | 0.017 ×10-3 | 2.4137 | 0.1249×10-2 | 0.4324 |
Table 1 Specific surface area/aperture analysis of CBC and PBC
Biochar | BET Surface area/(m2·g-1) | Micropore area/(m2·g-1) | Micropore volume/(cm3·g-1) | Mesoporous area/(m2·g-1) | Mesoporous volume/(cm3·g-1) | Average aperture/nm |
---|---|---|---|---|---|---|
CBC | 1.3047 | 1.3425 | 0.728×10-3 | — | — | 0.4103 |
PBC | 1.4934 | 0.0499 | 0.017 ×10-3 | 2.4137 | 0.1249×10-2 | 0.4324 |
Biochar | First-order kinetic equation | Second-order kinetic equation | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
qe/(mg·g-1) | k1/min-1 | R2 | qe/(mg·g-1) | k2/(g·mg-1·min-1) | R2 | |
CBC | 22.34 | 0.0191 | 0.997 | 22.99 | 0.0044 | 0.966 |
PBC | 13.49 | 0.0233 | 0.984 | 40.16 | 0.0014 | 0.999 |
Table 2 Fitting parameters of adsorption kinetics of CBC and PBC for Cr6+
Biochar | First-order kinetic equation | Second-order kinetic equation | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
qe/(mg·g-1) | k1/min-1 | R2 | qe/(mg·g-1) | k2/(g·mg-1·min-1) | R2 | |
CBC | 22.34 | 0.0191 | 0.997 | 22.99 | 0.0044 | 0.966 |
PBC | 13.49 | 0.0233 | 0.984 | 40.16 | 0.0014 | 0.999 |
Biochar | T/K | Langmuir | Freundlich | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
qm/(mg·g-1) | kL/(L·mg-1) | R2 | kF | 1/n | R2 | |||
CBC | 288 | 189.6 | 0.0009 | 0.991 | 0.588 | 0.738 | 0.986 | |
303 | 298.1 | 0.0005 | 0.990 | 0.380 | 0.813 | 0.989 | ||
313 | 180.4 | 0.0014 | 0.990 | 1.186 | 0.661 | 0.982 | ||
PBC | 288 | 386.3 | 0.0007 | 0.979 | 1.080 | 0.735 | 0.986 | |
303 | 288.6 | 0.0021 | 0.979 | 3.695 | 0.590 | 0.970 | ||
313 | 268.4 | 0.0033 | 0.980 | 6.601 | 0.514 | 0.965 |
Table 3 Fitting parameters of adsorption isotherms of CBC and PBC for Cr6+
Biochar | T/K | Langmuir | Freundlich | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
qm/(mg·g-1) | kL/(L·mg-1) | R2 | kF | 1/n | R2 | |||
CBC | 288 | 189.6 | 0.0009 | 0.991 | 0.588 | 0.738 | 0.986 | |
303 | 298.1 | 0.0005 | 0.990 | 0.380 | 0.813 | 0.989 | ||
313 | 180.4 | 0.0014 | 0.990 | 1.186 | 0.661 | 0.982 | ||
PBC | 288 | 386.3 | 0.0007 | 0.979 | 1.080 | 0.735 | 0.986 | |
303 | 288.6 | 0.0021 | 0.979 | 3.695 | 0.590 | 0.970 | ||
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