【摘 要】
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为探讨生物炭/凹凸棒石复合材料对废水中重金属的吸附效果与作用机理，以水稻、小麦秸秆与凹凸棒石为原料，在缺氧条件下热解制备生物炭/凹凸棒石复合材料。通过批量吸附实验，研究时间、浓度及pH等因素对吸附溶液中Cd2+和Pb2+的影响。利用SEM、XRD、FTIR等方法对吸附前后的复合材料进行表征分析，从定性和定量角度分析其作用机理，明确主导吸附机制。结果表明：准二级动力学和Langmuir等温模型更符合
【机 构】
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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
【基金项目】
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江苏省地质矿产勘查局科研项目（2021KY15）； 广东省重点研发计划项目（2020B0202010006）；
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为探讨生物炭/凹凸棒石复合材料对废水中重金属的吸附效果与作用机理，以水稻、小麦秸秆与凹凸棒石为原料，在缺氧条件下热解制备生物炭/凹凸棒石复合材料。通过批量吸附实验，研究时间、浓度及pH等因素对吸附溶液中Cd2+和Pb2+的影响。利用SEM、XRD、FTIR等方法对吸附前后的复合材料进行表征分析，从定性和定量角度分析其作用机理，明确主导吸附机制。结果表明：准二级动力学和Langmuir等温模型更符合复合材料对Cd2+和Pb2+的吸附过程。与原始生物炭相比，水稻秸秆：凹凸棒石比例为5：1制备的复合材料RABC5-1与小麦秸秆：凹凸棒石比例为3：1制备的复合材料WABC3-1具备更好的吸附效果，对Cd2+最大吸附量分别为132.97 mg·g-1与132.39 mg·g-1，对Pb2+的最大吸附量分别为222.60 mg·g-1与220.55 mg·g-1。机理分析表明，复合材料对Cd2+和Pb2+的吸附机理主要包括沉淀作用、官能团络合作用、离子交换作用和阳离子-π作用。定量分析进一步证明，RABC5-1和WABC3-1在吸附Cd2+和Pb2+过程中，沉淀作用所占比例分别为84.6%、77.3%与82.0%、78.3%，是复合材料吸附重金属的主要机理，其次为阳离子交换作用，官能团络合和阳离子-π作用对于吸附整体贡献率较小。研究表明，复合材料RABC5-1与WABC3-1对Cd2+和Pb2+具有良好的吸附性能，是一种极具潜力的吸附材料，机理分析表明沉淀作用是复合材料吸附重金属的主导机制。
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