生物炭/凹凸棒石复合材料对铅镉的吸附

李贝贝，张亚平，郭炳跃，杨锟鹏，沈凯，胡文友

（1.东南大学能源与环境学院，能源热转换及其过程测控教育部重点实验室，南京 210096；2.江苏省地质勘查技术院，南京 210008；3.中国科学院南京土壤研究所，南京 210042）

重金属污染是危害最大的水污染问题之一。在淡水生态系统中，废水中重金属的主要来源为自然（岩石风化与火山活动等）和人为（工农业活动、生活污水排放）两种[1-2]。不同于有机污染物，重金属不可降解，其可通过食物链直接或间接地危害人类健康[3]。目前，已有许多用于去除水溶液中重金属离子的技术，如吸附法、化学沉淀法、离子交换法和膜过滤法等[4]。其中吸附法由于具有处理效率高、操作简单及成本低等优点而被广泛应用于废水处理。现有吸附剂包括活性炭[5]、黏土矿物[6]、壳聚糖[7]、碳纳米管[8]、石墨烯[9]和金属氧化物[10]等。选择一种环境友好、成本低、吸附性能良好的吸附剂是当前吸附技术研究的关键。

生物炭是生物质材料在缺氧或无氧环境下，通过高温热解得到的富含碳的固体产物，具有孔隙多、比表面积大、官能团丰富等特性。近年来，生物炭已被广泛应用于水体和土壤中污染物的去除[11-13]，尤其能够有效吸附废水中的重金属。郜礼阳等[14]研究发现桉树叶生物炭对Cd2+的最大吸附量可达到94.32 mg·g-1；Zhang 等[15]利用苦楝木制备磁性生物炭用于去除水中的Cr（Ⅵ），其最大吸附量为25.27 mg·g-1；Zhang等[16]在低氧热解气氛下制备毛竹生物炭作为吸附剂，其对Pb2+的吸附量为67.4 mg·g-1。但实践证明，由于生物质自身特点及制备条件的不同，生物炭在实际应用中的作用有限，因此越来越多的学者开始研究制备生物炭复合材料以改善生物炭的理化性质，增强其吸附性能[17-19]。……