磁性生物炭对铅镉离子的吸附动力学

许端平，姜紫微，张朕

(辽宁工程技术大学 环境科学与工程学院，辽宁 阜新 123000)

环境中Pb、Cd含量超标可危害植物的生长发育[1-2]，人体内Pb、Cd含量超标可引发心血管系统、神经系统、生殖系统的衰退以及癌变[3-4]。因此，解决Pb、Cd污染问题迫在眉睫。

磁性生物炭的制备及吸附特性的研究是国内外关注的热点之一[5-6]。磁性生物炭不仅继承了生物炭比表面积大、疏松多孔、含氧官能团多的特性[7]，又解决了生物炭无法循环利用、易造成二次污染的问题。因此，本实验通过研究Pb、Cd在磁性生物炭上吸附动力学过程，分析温度对磁性生物炭吸附Pb、Cd的影响，利用吸附动力学方程及颗粒内扩散方程初步分析吸附特性，结合XRD、FTIR等表征手段进一步研究Pb、Cd在磁性生物炭上的吸附机理。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

硝酸铅、硝酸镉、无水乙酸钠、三氯化铁均为分析纯；无水乙醇，优级纯；玉米秸秆，采自辽宁省阜新市农田。

BS-S型恒温振荡器；L550型离心机；SB25-12DTD系列超声波清洗器；TAS-990型原子吸收分光光度计；Vetex70型傅里叶变换红外光谱仪；D/MAX-3C型X射线衍射仪；TRISTARⅡ3020M型比表面积测定仪；pHS-3C型pH计。

1.2 磁性生物炭制备

采用一步水热合成法制备磁性生物炭[8]。将3.6 g乙酸钠和10 mL纯水置于烧杯中，待乙酸钠完全溶解后加入2.16 g FeCl3·6H2O，用玻璃棒搅拌，直至溶解。加入3 g秸秆粉末和40 mL无水乙醇，用玻璃棒搅拌均匀。加入反应釜中，在180 ℃反应12 h。反复用纯水清洗，利用磁铁回收，在60 ℃烘干，得磁性生物炭。磁性生物炭pH测定方法参考俞花美方法[9]。

1.3 吸附动力学实验

将0.03 g的磁性生物炭置于50 mL的……