板栗刺壳生物炭对废水中Cr(Ⅵ)的吸附特性研究

蒋燕舒，李必冬，杨珺杰，李道霞，李婧，王健，刘达玉，肖龙泉

(1.四川省食品检验研究院，四川 成都 611731；2.成都大学 食品与生物工程学院，四川 成都 610106)

随着经济社会的迅猛发展和工业化进程的不断提高，水环境中的重金属污染问题日益严峻，其中，Cr(Ⅵ)对水的污染尤为突出，现已成为水环境治理中重点防治污染物之一[1-3]。在处理水环境中铬的常用方法中[4-8]，吸附法因其工艺简单、成本较低，适用于低浓度废水，可回收重金属等优点，而备受关注。生物炭来源广泛、成本低廉、吸附性能良好，被视为重金属废水处理领域中一种高效、价廉的吸附剂材料[9]。本研究首次以板栗刺壳为原料，高铁酸钾为活化剂，一步炭化活化制备得到板栗刺壳生物炭，并对其形貌结构进行表征、研究对Cr(Ⅵ)的吸附行为及吸附机理，以期为生物炭对废水中Cr(Ⅵ)的吸附应用提供理论依据。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

板栗刺壳，取自成都周边山区；高铁酸钾(K2FeO4)、硫酸(H2SO4)、磷酸(H3PO4)、盐酸(HCl)、乙醇(95%)、丙酮(CH3COCH3)、重铬酸钾(K2Cr2O7)、二苯基碳酰二肼(C13H14N4O)均为分析纯；实验用水均为超纯水。

BJ-800A型多功能粉碎机；101电热鼓风干燥箱；HZ85-2型磁力搅拌器；KH3200V型超声波清洗仪；OTL1200型管式炉；THZ-82型水浴恒温振荡器；DX-2700B X-射线衍射仪；Escalab 250Xi型X射线能谱仪；Inspect F50型场发射扫描电镜；Spectrum Two型红外光谱仪；UV-5200型紫外分光光度计。

1.2 模拟废水配制

称取一定量的K2Cr2O7溶解于超纯水中，浓度为10 mg/L。

1.3 板栗刺壳生物炭的制备

板栗刺壳用超纯水将其洗净后置于100 ℃烘箱中烘干至恒重，粉碎后过60目筛，得到红棕色的板栗刺壳粉。将一定量板栗刺壳粉置于1 mol/L H2SO4中浸泡24 h，清水洗涤至中性后，80 ℃烘箱中烘干，得到酸化的板栗刺壳粉。……