磁性生物質(zhì)基炭的制備及其吸附特性的研究.pdf

1、本文在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中利用微波法將生物質(zhì)材料與磁性材料復(fù)合，成功的合成了磁性碳微球、磁性稻草秸稈生物炭、磁性花生殼生物炭以及EDTA修飾的鈷鐵氧體碳微球等四種材料，并通過吸附試驗(yàn)探究了其吸附性能，優(yōu)化了環(huán)境影響因素，解釋了其吸附機(jī)理等。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴將碳微球和四氧化三鐵在微波的條件下通過包覆作用成功制備了磁性碳微球(Fe3O4@C)，并將其用于處理孔雀石綠（MG）以研究其吸附特性，結(jié)果表明磁性碳微球表面為光滑碳材料微球，

2、內(nèi)部包裹有納米級(jí)別四氧化三鐵粒子，最優(yōu)條件為pH=8，溫度為30℃；并且吸附過程數(shù)據(jù)擬合Langmuir等溫模型，為單層吸附過程；動(dòng)力學(xué)過程遵循準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。⑵利用微波輻照技術(shù)，以稻草秸稈為碳源，F(xiàn)eCl3為賦磁劑，在無需還原劑的條件下制備了一種磁性碳材料—磁性生物炭（MBC），并將其用于研究對(duì)有機(jī)染料孔雀石綠吸附性能。采用 SEM、FTIR技術(shù)對(duì)吸附劑進(jìn)行了表征，并且分析了初始pH值、溫度、吸附時(shí)間等條件對(duì)孔雀石綠吸附特性的影響。

3、結(jié)果表明，MBC對(duì)孔雀石綠的吸附符合 Langmuir等溫模型和準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)吸附方程；用微波再生法對(duì)MBC再生，重復(fù)5次的再生后，MBC對(duì)孔雀石綠的吸附量為原始吸附量的70％，表現(xiàn)了良好的再生能力。制備的磁性生物炭所需的炭源充足、易得且可重復(fù)使用，對(duì)去除以孔雀石綠為代表的三苯甲烷類染料有較好的應(yīng)用前景。⑶制備、表征了磁性花生殼生物炭（MPC）和EDTA修飾的鈷鐵氧體碳微球(EDTA-CoFe2O4@C)，并比較研究了兩者吸附去除鉛離子的

4、能力。根據(jù) SEM形貌分析，MPC與之前合成的磁性稻草秸稈生物炭有相似的形貌，EDTA-CoFe2O4@C具有與Fe3O4@C相似的球狀結(jié)構(gòu)，能為鉛離子的吸附提供大量的活性位點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，較高的pH，較低的溫度有益吸附的進(jìn)行，EDTA-CoFe2O4@C的平衡吸附時(shí)間為100min，而MBC的平衡吸附時(shí)間為60min，在pH為6，溫度為20℃時(shí)對(duì)鉛離子的最大吸附量分別為18.85和9.83mg/g。兩種磁性材料的吸附性能均很好的符合