[目的]以废报纸为原料,通过氮气(N2)保护在不同热解温度下制备生物质炭,并探讨废报纸基生物质炭对铜离子(Cu2+)的吸附性能和吸附机制.[方法]采用元素分析、比表面积分析仪(BET)、傅里叶红外光谱(FTm)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和原子吸收光谱仪(AAS)等对生物质炭进行表征.[结果]所制备的生物质炭具有多孔结构,比表面积高(211 m2·g-1),有利于从水中去除Cu2+.生物质炭的物理和化学性质随着热解温度的变化而变化.随着热解温度的升高,生物质炭的芳香性、比表面积、pH和灰分含量逐渐增加,而氢、氮和氧含量下降.同时进行批量吸附试验,分析溶液初始pH、吸附时间、初始浓度、不同吸附温度对生物质炭吸附容量的影响.热解温度为400、500、600℃的生物质炭在30℃、pH为5.0的条件下最大吸附容量分别为107、115和138 mg·g-1.伪二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型能很好地模拟吸附过程,表明在此吸附过程中,化学吸附是限速步骤,吸附发生在吸附剂内特定的均相位点(单层吸附).通过热力学模型计算所得ΔH°为正值,表明吸附过程是吸热反应.此外,生物质炭的吸附机制包括沉淀作用、离子交换、π—π作用和络合反应.[结论]本研究以废报纸为原料,所制备的生物质炭是具有一定应用前景的、环境友好的、高效的Cu2+吸附材料.
废报纸 生物质炭 吸附 铜离子