农业环境科学学报
農業環境科學學報
농업배경과학학보
Journal of Agro-Environment Science
2014年
10期
2022-2029
,共8页
程启明%黄青%刘英杰%廖祯妮
程啟明%黃青%劉英傑%廖禎妮
정계명%황청%류영걸%료정니
花生壳%花生壳生物炭%镉%傅里叶红外%等温吸附模型%生物质基材料
花生殼%花生殼生物炭%鎘%傅裏葉紅外%等溫吸附模型%生物質基材料
화생각%화생각생물탄%력%부리협홍외%등온흡부모형%생물질기재료
peanut shells(PS)%peanut shell derived biochar(PSB)%cadmium(II)%Fourier Transform infrared spectroscopy(FTIR)%isotherm models%biomass-based material
将花生壳（PS）改性制备成花生壳生物炭（PSB），研究了吸附时间（10~5760 min）、吸附剂用量（0.1~5 g）、镉离子溶液初始 pH值（1~8）和浓度（10~800 mg·L-1）等因素对 Cd2+去除效率的影响；利用场发射扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）与模型拟合分析，探讨了 PS 和 PSB 的吸附性能与机理。实验结果表明，PS 和 PSB 是优良的生物质基吸附材料；pH 为5.0、Cd2+溶液浓度为10 mg· L-1、吸附剂添加量为4 mg·mL-1时，PS 的去除效率为93.33豫，PSB 的去除效率为99.51豫；吸附容量分别可达26.88 mg·g-1、28.99 mg·g-1；Freundlich 与 Langmuir 吸附模型均能较好地描述 PS 和 PSB 对 Cd2+的等温吸附过程，以 Freundlich 模型略优。SEM 电镜扫描和 FTIR 图谱分析表明 PS 和 PSB 对镉的吸附主要为多分子层的表层络合吸附：SEM 分析表明 PS 和 PSB 在吸附 Cd2+以后表面具有大量的颗粒附着物；FTIR 分析表明 PS 与 PSB 吸附镉的主要机理为络合反应，PS 参与络合反应的主要官能团为-CHO、-C=O、-OH和-P=O，PSB 参与络合反应的主要官能团为-C=C-、-C以C-、-C以N 和-OH 等官能团。
將花生殼（PS）改性製備成花生殼生物炭（PSB），研究瞭吸附時間（10~5760 min）、吸附劑用量（0.1~5 g）、鎘離子溶液初始 pH值（1~8）和濃度（10~800 mg·L-1）等因素對 Cd2+去除效率的影響；利用場髮射掃描電鏡（SEM）、傅裏葉紅外光譜（FTIR）與模型擬閤分析，探討瞭 PS 和 PSB 的吸附性能與機理。實驗結果錶明，PS 和 PSB 是優良的生物質基吸附材料；pH 為5.0、Cd2+溶液濃度為10 mg· L-1、吸附劑添加量為4 mg·mL-1時，PS 的去除效率為93.33豫，PSB 的去除效率為99.51豫；吸附容量分彆可達26.88 mg·g-1、28.99 mg·g-1；Freundlich 與 Langmuir 吸附模型均能較好地描述 PS 和 PSB 對 Cd2+的等溫吸附過程，以 Freundlich 模型略優。SEM 電鏡掃描和 FTIR 圖譜分析錶明 PS 和 PSB 對鎘的吸附主要為多分子層的錶層絡閤吸附：SEM 分析錶明 PS 和 PSB 在吸附 Cd2+以後錶麵具有大量的顆粒附著物；FTIR 分析錶明 PS 與 PSB 吸附鎘的主要機理為絡閤反應，PS 參與絡閤反應的主要官能糰為-CHO、-C=O、-OH和-P=O，PSB 參與絡閤反應的主要官能糰為-C=C-、-C以C-、-C以N 和-OH 等官能糰。
장화생각（PS）개성제비성화생각생물탄（PSB），연구료흡부시간（10~5760 min）、흡부제용량（0.1~5 g）、력리자용액초시 pH치（1~8）화농도（10~800 mg·L-1）등인소대 Cd2+거제효솔적영향；이용장발사소묘전경（SEM）、부리협홍외광보（FTIR）여모형의합분석，탐토료 PS 화 PSB 적흡부성능여궤리。실험결과표명，PS 화 PSB 시우량적생물질기흡부재료；pH 위5.0、Cd2+용액농도위10 mg· L-1、흡부제첨가량위4 mg·mL-1시，PS 적거제효솔위93.33예，PSB 적거제효솔위99.51예；흡부용량분별가체26.88 mg·g-1、28.99 mg·g-1；Freundlich 여 Langmuir 흡부모형균능교호지묘술 PS 화 PSB 대 Cd2+적등온흡부과정，이 Freundlich 모형략우。SEM 전경소묘화 FTIR 도보분석표명 PS 화 PSB 대력적흡부주요위다분자층적표층락합흡부：SEM 분석표명 PS 화 PSB 재흡부 Cd2+이후표면구유대량적과립부착물；FTIR 분석표명 PS 여 PSB 흡부력적주요궤리위락합반응，PS 삼여락합반응적주요관능단위-CHO、-C=O、-OH화-P=O，PSB 삼여락합반응적주요관능단위-C=C-、-C이C-、-C이N 화-OH 등관능단。
Peanut shell is waste from agriculture and industry. This study was conducted to investigate the potential of peanut shell(PS)and its biochar(PSB)to remove cadmium(Cd2+)from aqueous solution under different conditions including pH, initial Cd2+ concentrations, ad-sorbent doses and time. The surface characteristics and mechanism of Cd adsorption were also investigated using scanning electron micro-scope, Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR), BET specific surface area analyses and model simulation. Both PS and PSB were excellent adsorbents for Cd2+. At pH 5, 10 mg·L-1 of Cd2+ concentration and 4 mg·mL-1 of adsorbent, Cd2+ removal efficiencies were 93.33%and 99.51% for PS and PSB, respectively. The maximum adsorption for Cd2+ was respectively 26.88 mg·g -1 and 28.99 mg·g-1 for PS and PSB. Freundlich and Langmuir models could be used to describe the adsorption data, with the former better than the latter. The adsorption was mainly polymolecular layer adsorption and the complexation was one of the adsorption mechanisms. The main functional groups involved in the complexation were -CHO,-C=O,-OH and-P=O for PS;while-C=C-,-C以C-,-C≡N and -OH for PSB. The SEM and FTIR analyses showed that a lot of particles or ash substances were deposited on the surface of PS and PSB after adsorption of Cd2+.
