制备ZnCl2活性磁性生物炭及其在从水中去除六价的性能
Pingqiang Gao1,2, Zhe Tan1, Yonghao Yan1
1School of Chemistry and Chemical Engineering, Yulin University, No. 51 Chongwen Road, Yulin 719000, China.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|October 28, 2025
概括
磁性生物炭 (Zn/Fe-BC) 有效地从水中去除有毒的六价 (Cr(VI)). 这种新型吸附剂显示出高容量和稳定性,为水资源整治提供了一个有前途的解决方案.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 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:
- 六价 (Cr) 是一种有毒的污染物,对水生生态系统和人类健康构成重大风险.
- 传统的Cr6去除方法经常面临与效率,成本和二次污染有关的挑战.
- 从生物质中提取的富含碳材料生物炭显示出污染物吸附的潜力,但其效率可以提高.
研究的目的:
- 合成和特征磁性生物炭 (Zn/Fe-BC) 来自朱树枝,以有效地从水中去除Cr (VI).
- 研究开发的磁性生物炭的吸附性能,机制和可重复使用性.
- 评估共存离子对Cr (VI) 去除效率的影响.
主要方法:
- 磁性生物炭 (Zn/Fe-BC) 采用浸式热解-共沉技术制备,其中包括ZnFe2O4和Fe3O4纳米粒子.
- 进行了批量吸附实验,以确定Cr6去除的最佳条件 (pH,吸附剂剂剂量,初始度).
- 进行了吸附动力学,异温和脱附研究,以阐明去除机制和材料的可重复使用性.
主要成果:
- Zn/Fe-BC表现出优异的Cr6去除效率,在最佳条件下最大吸附能力为27.85 mg/g (pH2,50 mg/L Cr6),吸附剂2 g/L).
- 吸附过程遵循弗洛伊德利希等温模型和伪二阶动力学,表明多层吸附机制.
- 磁性生物炭表现出良好的可重复使用性,在五个循环后,脱效率仍在60.35%以上. 同时存在的离子抑制了Cr (VI) 的去除,顺序是:CO3^2- > PO4^3- > SO4^2- > NO3^-.
结论:
- 合成的磁性生物炭 (Zn/Fe-BC) 是一种高效的吸附剂,用于从水中去除Cr (VI).
- 移除机制涉及物理吸附 (静电吸引,孔隙填充) 和化学减少的协同组合.
- /Fe-BC显示出在废水处理和环境修复方面的实用应用的巨大潜力.
