李国亭 李康丽 张帅阳 刘迎旭 王宁 谭云飞

摘要：以木质纤维素为原料，采用限氧热解法制备木质纤维素生物炭，以亚甲基蓝和四环素为目标污染物，通过批试验方法考察了生物炭热解温度和溶液初始pH值条件等对吸附的影响，以及吸附的动力学和热力学。研究结果发现，热解温度为300  ℃时木质纤维素生物炭对2种污染物的吸附能力最强。酸化和未酸化处理木质纤维素生物炭对2种污染物的吸附能力有明显的差异，溶液初始pH值条件对吸附过程有较大影响。吸附动力学研究表明，2种污染物在木质纤维素生物炭上的吸附可能以化学吸附为主。由Langmuir吸附等温方程知，298 K时木质纤维素生物炭对亚甲基蓝和四环素的最大吸附量分别达到437.6 mg/g和1 090.1 mg/g。热力学分析证明生物炭对2种污染物的吸附过程均为自发和吸热过程。

关键词：木质纤维素生物炭;亚甲基蓝;四环素;吸附动力学;吸附热力学

中图分类号：X52   文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2021）18-0234-07

收稿日期：2021-02-06

基金项目：国家自然科学基金（编号：51378205）;中英“一带一路”合作项目。

作者简介：李国亭（1977—），男，河南叶县人，博士，教授，主要从事水处理物化处理技术及应用研究。E-mail：liguoting@ncwu.edu.cn。

生物炭（biochar）是木材、动物粪便、秸杆、树叶等生物质在缺氧条件下生成的热解残余物，属于黑炭的一种，因原材料生物质来源广泛而得到广泛关注[1-3]。其主要组成元素为碳、氢、氧、氮等，含碳量多在70%以上。生物炭具有高度的芳香化结构，这种结构特点使其具有更高的化学和生物学稳定性，可长期保存于环境和古沉积物中而不易被矿化，其半衰期长达1 400年，因此被认为是稳定的CO2碳库[4]。……