合成,表征和生物吸收Cu²⁺和Pb²⁺从水溶液中的离子,使用来自皮的生物炭

科学领域:

• 环境化学环境化学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 水处理 处理水的方法

背景情况:

• 废水被铜 (Cu2+) 和 (Pb2+) 等重金属污染给环境和健康带来了重大风险.
• 传统的处理方法往往是昂贵或低效的去除这些污染物.
• 生物基吸附剂为重金属整治提供了一个可持续且具有成本效益的替代方案.

研究的目的:

• 评估皮生物炭 (OP) 作为生物吸收剂的有效性,用于从水溶液中去除Cu2+和Pb2+.
• 研究这些重金属在单一和二进制系统中对OP生物炭的吸附平衡和动力学.
• 描述OP生物炭,了解其表面特性及其在金属离子吸附中的作用.

主要方法:

• 在pH 5下进行了批量吸附实验,不同的初始金属度 (10-200 mg/L) 和固定的生物炭剂量 (0.1 g用于平衡,1 g/L用于动力学).
• 吸附数据使用兰迈尔等温和和伪二次运动模型进行了分析.
• 使用富里埃变换红外 (FTIR) 光谱,用能量分散X射线 (SEM-EDX) 扫描电子显微镜和X射线衍射 (XRD) 来进行OP生物炭的表征.

主要成果:

• OP生物炭表现出显著的吸附能力:单个Cu2+的28.06 mg/g,二元Cu2+的26.83 mg/g,单个Pb2+的30.12 mg/g,二元Pb2+的27.71 mg/g.
• 兰穆尔等温模型最好地描述了平衡数据,表明单层吸附.
• 伪二阶模型准确地表示了动力数据,表明化学吸收是限制速度的步骤.
• OP生物炭的零电荷点 (pHpzc) 为10.03,表示基本表面组.

结论:

• 皮生物炭是一种高效且有前途的生物吸收剂,用于从废水中去除铜和离子.
• 吸附过程遵循兰格穆尔等温和和伪二次动力学,突出显示材料的有效性.
• 鉴定结果证实了功能组的存在和适合重金属吸附的表面形态,支持其在水处理中的应用.