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开发高效，廉价，易得的吸附剂材料是污水处理领域的重要研究方向。针对水溶液中重金属铬离子的毒性强、难以降解的问题，本课题拟开展基于原料价格低、可再生的生物质为原料的具有高吸附性能的活性炭材料的制备(及其吸附Cr(Ⅵ)离子性能)研究。结合目前生物质基原材料制备活性炭所展现出来的比表面积高、孔体积大以及优异的吸附性能的特点，本课题拟采用玉米秸秆、甜菜渣和甜菜为原料，分别采用不同的活化方法和活化试剂，制备多个系列的生物质基活性炭材料，采用SEM、TEM、N2-吸附、XRD、FT-IR和Raman等一系列手段对制备的活性炭的形貌和结构进行了表征，并将其用于Cr(Ⅵ)离子水溶液的吸附实验中，考察了制备方法对生物质基活性炭的结构和吸附性能的影响规律。
1.以玉米秸秆为原料，采用一种新的活化方法，即以KOH或H3PO4稀溶液为活化剂活化处理后，不参与焙烧过程，活化过程溶解了玉米秸秆中的部分组织结构，起到了造孔的作用。Cr(Ⅵ)离子溶液pH为4.5时，活性炭用量为2.5g/L时，4wt％KOH溶液活化制备的活性炭的吸附能力达到89.5mg/g;1wt％H3PO4溶液活化制备的活性炭的吸附能力达到98.5mg/g，普遍高于目前文献报道的结果。AC-KOH(4)的Freundlich模型的拟合度最高，说明玉米秸秆基活性炭是多分子层吸附。AC-H3PO4(1.0)的Langmuir模型拟合度最高，说明吸附过程是单分子层吸附。通过吸附的动力学模型拟合，两个系列的玉米秸秆基活性炭均满足准二级动力学模型，说明玉米秸秆基活性炭吸附以化学吸附为主。
2.以甜菜渣为原料，将原料先炭化处理后，分别以KOH、H3PO4和ZnCl2为活化剂制备了三个系列的甜菜渣基多孔活性炭。Cr(Ⅵ)离子溶液pH为4.5时，活性炭用量为2.0g/L时，KOH/炭化前驱体比为3，700℃活化制备的活性炭的吸附能力达到163.7mg/g;H3PO4/炭化前驱体比为2，600℃活化制备的活性炭的吸附能力达到247.9mg/g，ZnCl2/炭化前驱体比为2，700℃活化制备的活性炭的吸附能力达到166.5mg/g。BRKOH3.0-700与BRH3PO42.0-600的Langmuir模型的拟合度最好，说明吸附过程是单分子层吸附;BRZnCl22.0-700的Freundlich模型的拟合度最高，说明ZnCl2活化制备的甜菜渣基活性炭为多分子层吸附。通过吸附的动力学模型拟合，三个系列的甜菜渣基活性炭对准二级动力学模型拟合度最高，说明甜菜渣基活性炭以化学吸附为主。
3.以甜菜为原料，采用KOH和H3PO4为活化剂直接浸渍甜菜，经焙烧后充分洗涤得到甜菜基多孔活性炭材料。Cr(Ⅵ)离子溶液pH为4.5时，活性炭用量为2.0g/L时，KOH/甜菜比为3，700℃活化制备的活性炭的吸附能力达到219.0mg/g;H3PO4/甜菜比为0.5，600℃活化制备的活性炭的吸附能力达到233.7mg/g。BeetKOH3.0-700样品吸附Cr(Ⅵ)的对Freundlich模型的拟合度最高，说明甜菜基活性炭的吸附为多分子层吸附;BeetH3PO40.5-600的Langmuir模型的拟合度最高，说明吸附过程是单分子层吸附。通过吸附的动力学模型拟合，甜菜基活性炭均对准二级动力学模型拟合度最高，说明甜菜基活性炭以化学吸附为主。
1.以玉米秸秆为原料，采用一种新的活化方法，即以KOH或H3PO4稀溶液为活化剂活化处理后，不参与焙烧过程，活化过程溶解了玉米秸秆中的部分组织结构，起到了造孔的作用。Cr(Ⅵ)离子溶液pH为4.5时，活性炭用量为2.5g/L时，4wt％KOH溶液活化制备的活性炭的吸附能力达到89.5mg/g;1wt％H3PO4溶液活化制备的活性炭的吸附能力达到98.5mg/g，普遍高于目前文献报道的结果。AC-KOH(4)的Freundlich模型的拟合度最高，说明玉米秸秆基活性炭是多分子层吸附。AC-H3PO4(1.0)的Langmuir模型拟合度最高，说明吸附过程是单分子层吸附。通过吸附的动力学模型拟合，两个系列的玉米秸秆基活性炭均满足准二级动力学模型，说明玉米秸秆基活性炭吸附以化学吸附为主。
2.以甜菜渣为原料，将原料先炭化处理后，分别以KOH、H3PO4和ZnCl2为活化剂制备了三个系列的甜菜渣基多孔活性炭。Cr(Ⅵ)离子溶液pH为4.5时，活性炭用量为2.0g/L时，KOH/炭化前驱体比为3，700℃活化制备的活性炭的吸附能力达到163.7mg/g;H3PO4/炭化前驱体比为2，600℃活化制备的活性炭的吸附能力达到247.9mg/g，ZnCl2/炭化前驱体比为2，700℃活化制备的活性炭的吸附能力达到166.5mg/g。BRKOH3.0-700与BRH3PO42.0-600的Langmuir模型的拟合度最好，说明吸附过程是单分子层吸附;BRZnCl22.0-700的Freundlich模型的拟合度最高，说明ZnCl2活化制备的甜菜渣基活性炭为多分子层吸附。通过吸附的动力学模型拟合，三个系列的甜菜渣基活性炭对准二级动力学模型拟合度最高，说明甜菜渣基活性炭以化学吸附为主。
3.以甜菜为原料，采用KOH和H3PO4为活化剂直接浸渍甜菜，经焙烧后充分洗涤得到甜菜基多孔活性炭材料。Cr(Ⅵ)离子溶液pH为4.5时，活性炭用量为2.0g/L时，KOH/甜菜比为3，700℃活化制备的活性炭的吸附能力达到219.0mg/g;H3PO4/甜菜比为0.5，600℃活化制备的活性炭的吸附能力达到233.7mg/g。BeetKOH3.0-700样品吸附Cr(Ⅵ)的对Freundlich模型的拟合度最高，说明甜菜基活性炭的吸附为多分子层吸附;BeetH3PO40.5-600的Langmuir模型的拟合度最高，说明吸附过程是单分子层吸附。通过吸附的动力学模型拟合，甜菜基活性炭均对准二级动力学模型拟合度最高，说明甜菜基活性炭以化学吸附为主。