PEI功能化秸稈生物炭對水中Cr6+的吸附性能

徐建玲, 張 頔, 聶苗青, 王漢席, 李龍威

(國家環(huán)境保護(hù)濕地生態(tài)與植被恢復(fù)重點(diǎn)實驗室, 東北師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院, 長春 130117)

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

重鉻酸鉀、 氫氧化鈉、 濃硝酸, 分析純, 北京化工廠; 二苯碳酰二肼, 分析純, 天津書光復(fù)精細(xì)化工研究所; 戊二醛, 分析純, 天津市華東試劑廠; 聚乙烯亞胺, 分析純, 成都化夏化學(xué)試劑有限公司.

SK-G06123K型管式電爐, 天津中環(huán)電爐股份有限公司; UVmini-1280型紫外-可見分光光度計, 日本島津公司; HITACHI-SU8010型場發(fā)射掃描電子顯微鏡, 日本日立公司; ASAP 2020 plus HD88型比表面及孔隙度分析儀, 美國麥克公司; Nicolet-IS10型紅外光譜儀, 美國賽默飛公司.

1.2 實驗過程

1.2.1 PEI生物炭的制備 將玉米秸稈原材料洗凈, 放入500 ℃電爐中缺氧裂解6 h后, 得到秸稈生物炭(CBC). 分別用50%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))H2SO4和3 mol/L KOH對CBC進(jìn)行改性, 制得酸改性生物炭(Acid-biochar)和堿改性生物炭(Alkali-biochar). 將酸改性生物炭和堿改性生物炭分別加入到10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))PEI-甲醇溶液中, 震蕩30 min后迅速轉(zhuǎn)移到1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))戊二醛溶液中進(jìn)行交聯(lián), 洗滌后烘干, 即制得PEI酸性生物炭(HBC)和PEI堿性生物炭(PBC).

1.2.2 吸附實驗 將0.05 g生物炭加入到50 mL濃度變化范圍為10～1000 mg/L的Cr6+溶液中, 在140 r/min轉(zhuǎn)速下吸附640 min, 測定溶液中Cr6+的濃度, 進(jìn)行等溫吸附實驗. 分別使用1 mol/L HNO3和NaOH調(diào)節(jié)溶液pH值為2.0, 4.0, 6.0, 8.0, 10.0, 進(jìn)行吸附實驗. 為了評價生物炭的穩(wěn)定性, 進(jìn)行吸附-解吸附連續(xù)周期實驗, 使用1 mol/L鹽酸將0.2 g進(jìn)行吸附實驗后的PBC處理1 h, 用去離子水洗滌后烘干備用. 將烘干后的生物炭加入到50 mL 100 mg/L的Cr6+溶液中吸附640 min, 周期實驗連續(xù)重復(fù)6次.

1.2.3 結(jié)構(gòu)表征 使用比表面及孔隙度分析儀測定生……