铁锰氧化物-生物炭复合材料制备及Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)吸附性能评价

• Published in: 功能材料 Vol. 56; no. 1; pp. 1016 - 1027
• Main Authors: 赵博, 李海华, 陈岩, 杨小丽, 孙立祥, 张平选, 石成龙, 肖江, 陈光才
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 华北水利水电大学环境与市政工程学院,郑州 450046%华北水利水电大学环境与市政工程学院,郑州 450046%中国林业科学研究院亚热带林业研究所,杭州 311400 30.01.2025; 中国林业科学研究院亚热带林业研究所,杭州 311400; 青海民族大学化学化工学院,西宁 810007%铜陵市铜都森林公园管理处(国有林场),安徽铜陵 244000%青海民族大学化学化工学院,西宁 810007%中国林业科学研究院亚热带林业研究所,杭州 311400
• Subjects: 骨粉; adsorption; heavy metals; 生物炭; 吸附; charcoal; 铁锰氧化物; iron and manganese oxides; bone meal; 重金属
• ISSN: 1001-9731
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-9731.2025.01.003

TQ; 环境水体中的重金属污染对生态环境和人类健康造成严重威胁,研发对重金属具有高效吸附性的复合材料具有重要意义.本研究以骨粉与不同摩尔比的Fe(NO3)3和KMnO4(4∶1、2∶1、1∶1、1∶2和1∶4)为原料,利用溶液浸渍联合高温裂解法制备铁锰氧化物修饰的生物炭复合材料(FM-BCs);探究原料组成对复合材料组成、结构和表面性质和对水溶液中Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)吸附能力的影响以及潜在的吸附机制.结果表明:铁锰氧化物修饰可改变材料的孔结构,且在生物炭表面引入Fe-O和Mn-O特征官能团;制备原料中KMnO4和Fe(NO3)3的摩尔比对合成的铁锰氧化物-骨炭复合材料对水溶液中Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附能力影响较大,其中在Fe(NO3)3和KMnO4的摩尔比为1∶4条件下制备的复合材料(FiM4-BC)对重金属的吸附能力最优;通过吸附动力学和吸附等温线研究,表明FM-BCs对水溶液中的Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附过程均是单层吸附和化学吸附,且Langmuir模型拟合结果显示F1M4-BC对Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的饱和吸附量分别达到192.73和427.00 mg/g.该研究结果为高效去除水中重金属污染物的环境修复材料的研发提供基础科学依据.