酸/碱改性秸秆共热解生物炭对水中双酚A的吸附特性及机制

作     者：张健 陈孝杨 牛经纬 周育智 ZHANG Jian;CHEN Xiaoyang;NIU Jingwei;ZHOU Yuzhi

作者机构：安徽理工大学地球与环境学院淮南232001 安徽理工大学深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室淮南232001 

出 版 物：《环境科学学报》 (Acta Scientiae Circumstantiae)

年 卷 期：2025年第45卷第4期

页      面：99-117页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：安徽省重点研究与开发计划项目(No.202104a06020027) 国家自然科学基金面上项目(No.41572333) 

主　　题：共热解生物炭 双酚A 酸/碱改性 吸附机制 

摘      要：以小麦和玉米秸秆为原料,采用慢速热解法结合酸/碱改性共制备了14种生物炭,并筛选出主要的8种生物炭,应用SEM、BET-N_(2)、FTIR、XRD、XPS等测定其理化性质,通过pH、灰分含量单因素吸附实验,并结合吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学模型拟合结果,探讨生物炭对双酚A(BPA)的吸附特性及机制.结果表明:当原料粒径为1 mm、热解温度为750℃、热解时间为2.5 h并进行酸后改性为最佳制备条件.在未达到热解阈值时,升高热解温度,其比表面积和孔体积总体增加,灰分含量上升,官能团种类和数量减少.酸碱改性可从热解程度、pH值、灰分含量、官能团等方面影响生物炭对BPA吸附性能,酸的前/后改性均优于碱的前/后改性,酸前改性生物炭的单位吸附量最大为46.30 mg·g^(-1),是改性前的1.23倍.除G-300和G-600外,其它制备生物炭的吸附过程均遵循准二级动力学模型、Langmuir和Dubinin-Astakhov吸附等温线模型,为单分子层微孔吸附过程.生物炭吸附水中BPA的过程属于放热和熵减的物理化学吸附过程,存在多种吸附作用力,主要吸附机制有孔隙填充作用、π-π堆积作用、静电作用和氢键作用,不同生物炭材料的主吸附机制存在差异.