烟草秸秆及其生物炭对Cd2+的吸附特性
Adsorption Characteristics of Cd2+ by Tobacco Stalk and Its Biochar
DOI: 10.12677/hjas.2025.1511173, PDF,    科研立项经费支持
作者: 溥思雅:玉溪市烟草公司易门县分公司,云南 玉溪;欧 全*:中国农业科学院烟草研究所,山东 青岛;中国农业科学院研究生院,北京
关键词: Cd2+吸附烟秆动力学热力学Cd2+ Adsorption Tobacco Stalk Kinetic Thermodynamics
摘要: 为了研究烟草秸秆材料对重金属Cd2+的吸附效果及其吸附机制,以烟草秸秆粉末及它的生物炭为材料,在不同材料用量、吸附时间、吸附温度、Cd2+浓度、pH值的条件下,研究了两种材料对Cd2+吸附效果。结果表明,在100 mg·g-1的Cd2+浓度下,烟秆粉末大约在50 min左右达到吸附平衡,最佳用量为0.2 g;烟秆生物炭大约在8 h左右时达到吸附平衡,最佳用量为0.05 g;两者的适宜吸附温度都在30℃左右;两者的最佳吸附pH值都在7左右。在此条件下,两者的吸附率分别达到了70%、80%。两者吸附都可用准一级动力学方程与准二级动力学方程拟合。烟秆粉末的吸附等温线符合Langmuir方程,而烟秆生物炭在低Cd2+浓度时符合Langmuir方程,在高Cd2+浓度时符合Freundlich方程。总体上烟秆粉末以物理吸附为主,而烟秆生物炭是一个物理吸附与化学吸附兼具的过程。所以,两个Cd2+吸附材料均具有应用潜力。
Abstract: In order to study the adsorption characteristics and mechanism of Cd2+ by tobacco stalk powder and its biochar, the effect of different material dosage, adsorption time, adsorption temperature, Cd2+ concentration, and pH were investigated. The results showed that at a Cd2+ concentration of 100 mg·g1, the tobacco stalk powder has reached adsorption equilibrium in about 50 minutes, the optimal dosage is 0.2 g; the tobacco stalk biochar has reached adsorption equilibrium in about 8 hours, and the optimal dosage is 0.05 g; the suitable adsorption temperature of both materials are around 30˚C; the best adsorption pH are around 7. Under these conditions, the adsorption rates of the two materials have reached 70% and 80%, respectively. The adsorption of both materials can better fit the pseudo-first-order and the pseudo-second-order kinetic equation. The adsorption equilibrium of tobacco stalk powder fits Langmuir equation, while that of tobacco stalk biochar fits Langmuir equation at low Cd2+ concentration and Freundlich equation at high Cd2+ concentration. The adsorption of tobacco stalk powder could be considered as mainly physical adsorption, with that of tobacco stalk biochar a process of both physical adsorption and chemical adsorption. Therefore, both materials could be considered novel bioadsorbents for Cd2+ removal from aqueous solution.
文章引用:溥思雅, 欧全. 烟草秸秆及其生物炭对Cd2+的吸附特性[J]. 农业科学, 2025, 15(11): 1382-1392. https://doi.org/10.12677/hjas.2025.1511173

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