棉稈生物炭去除水中Pb(Ⅱ)吸附機理的量化分析

高 亮，李志合，易維明，王麗紅，王紹慶

（1. 山東理工大學農業工程與食品科學學院，淄博 255000；2. 山東省清潔能源工程技術研究中心，淄博 255000；3. 山東省農業機械科學研究院，濟南 250100）

0 引 言

重金屬所引起的水體和土壤污染問題嚴重危害人類健康和生態環境安全。吸附法因其成本低、易操作、處理周期短、可再生等優點被認為是去除重金屬的優選方法，近年來，生物炭材料替代離子交換樹脂和活性炭等昂貴材料，用于吸附/固化水體和土壤重金屬的研究得到國內外廣大學者關注。生物炭是生物質在限氧或絕氧條件下經熱化學分解后的固體產物，可與生物油、合成氣聯產以提高經濟效益，可應用在能源、土壤改良、污染物吸附等領域，原料涉及農業廢棄秸稈、果蔬殘余物、畜禽糞便等，具有良好的生態環境效益，是一種性價比高可再生的環境友好型材料。

原料類型和熱解溫度對生物炭吸附重金屬離子的性能和機理有重要影響。目前，工藝參數優化、吸附特性和定性機理的研究居多，但不能有效指導生物炭改性以提高其對特定污染物的選擇性。生物炭吸附重金屬機理的量化研究較少，且現有方法均使用酸洗法（HCl/HF/HNO）去除生物炭上無機組分對吸附的影響，從而計算出各機理的貢獻。周振揚等采用鹽酸沖洗松木炭，進而計算出陽離子交換、絡合、沉淀、π電子四種吸附機理對其吸附水中Pb的貢獻；Xu等采用酸洗法把稻殼炭分為水溶物、酸溶物、硅氧化物，并量化分析了三組分對Cd吸附的貢獻；……