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用于高效隔离水中镉和铜的酸化生物炭负载水合铁(III)氧化物的开发( Development of an acidized biochar-supported hydrated Fe(III) oxides for highly efficient cadmium and copper sequestration from water )
Y Li L Gao Y Wang S Cheng S Wan
生物炭负载的金属氧化物是一种很有吸引力的重金属吸附剂，但由于金属氧化物的自聚集作用，其吸附性能仍不理想。通过将水合氧化铁(HFO)纳米粒子浸渍在生物炭中,制备了一种新型杂化纳米材料。生物炭中含有高密度的带电含氧基团（如羧基和羟基）。该吸附剂具有高度分散的HFO纳米粒子,其典型粒径小于20 nm,对Cd(II)和Cu(II)的吸附能力大于原始生物炭载体HFO。在高浓度Ca、Mg和腐殖酸(HA)的共同存在下，对Cd(II)和Cu(II)也表现出较强的吸附偏好。这种突出的性能是由于载体ABC上的高密度带电官能团不仅促进了固定化HFO纳米粒子的分散，而且产生了潜在的Donnan膜效应，即在目标金属被纳米HFO更好地吸附之前对目标金属进行预浓缩和渗透。Cu(II)和Cd(II)的颗粒内扩散有效系数分别为4.33×10cm/s和3.83×10cm/s。HFO-ABC在固定床塔应用中表现出优异的性能，对Cd(II)和Cu(II)的排放分别达到513和990 BV的排放标准。用HCl-CaCl2二元溶液可原位再生废HFO-ABC,解吸效率达95%以上。结果表明，通过HNO3处理增加带电官能团是提高生物炭基纳米复合材料吸附性能的有效措施。
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