零价铁改性生物炭微球的制备及其对水体中Cr(Ⅵ)去除性能的研究

摘要

针对水体中高毒性Cr（Ⅵ）污染治理难题，提出通过零价铁改性生物炭微球（FeBCSA）去除水体中Cr（Ⅵ）。首先，制备了一种三维多孔笼状结构的零价铁改性生物炭微球；然后，研究了FeBCSA对水体中Cr（Ⅵ）的去除性能，以及初始浓度、吸附时间、pH、共存离子等因素对去除性能的影响；最后，通过XRD、XPS表征验证材料性能，分析FeBCSA对Cr（Ⅵ）的去除机理。结果表明：在pH=4.06、Cr（Ⅵ）初始质量浓度为50 mg·L^-1的条件下，FeBCSA对Cr（Ⅵ）的去除率达99.47%,反应后Cr（Ⅵ）浓度低至0.27 mg·L^-1,优于《污水综合排放标准》的限值；FeBCSA对水体中Cr（Ⅵ）的去除率显著优于未交联的FeBC粉末（质量分数为88.88%）及无竹粉生物炭骨架的FeSA微球（60.06%）;FeBCSA在酸性条件下可以高效去除水体中的Cr（Ⅵ）,适用于酸性含Cr（Ⅵ）废水的处理；在pH=4.06时，对Cr（Ⅵ）的去除兼具高效性与稳定性；当不同干扰离子存在时，仍能保持较高的去除率；FeBCSA通过界面还原-吸附协同作用实现对水体中Cr（Ⅵ）的高效去除。该研究可为Cr（Ⅵ）污染水体治理提供一种兼具高效性与工程应用潜力的绿色修复材料。

关键词

零价铁 / 生物炭微球 / Cr(Ⅵ)去除 / 界面还原-吸附协同作用

基金资助

国家自然科学基金资助项目(52474443)