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Fe3O4-污泥生物炭高效去除水中四环素
Water, Air, & Soil Pollution ( IF 3.8 ) Pub Date : 2023-12-28 , DOI: 10.1007/s11270-023-06856-x Liyang Zhao , Peixi He , Qian Li , Honghui Pan , Ting Xie , Shiyong Huang , Shaohua Cao , Xixiang Liu
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更新日期:2023-12-28
Water, Air, & Soil Pollution ( IF 3.8 ) Pub Date : 2023-12-28 , DOI: 10.1007/s11270-023-06856-x Liyang Zhao , Peixi He , Qian Li , Honghui Pan , Ting Xie , Shiyong Huang , Shaohua Cao , Xixiang Liu
为了实现污水处理厂剩余污泥的无害化和资源化利用,采用共沉淀法将Fe 3 O 4颗粒负载到污泥生物炭(BC)表面制备磁性污泥生物炭(MBC),并通过剩余污泥热解作为比较。研究了生物炭用量、TC初始浓度、pH和离子强度对MBC吸附四环素(TC)的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、Brunner-Emmet-Teller(BET)、激光粒度分布器(LPSD)、振动样品磁强计(VSM)、X射线衍射(XRD)等手段对MBC的理化性质和TC吸附机理进行表征、X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)。结果表明,与BC相比,MBC具有更大的表面积和孔体积,并成功在其表面负载Fe 3 O 4颗粒,饱和磁化强度为8.02 emu·g -1。当MBC用量为1.5 g·L -1、pH为7、TC初始浓度为30 mg·L -1、吸附时间为8 h时,MBC对TC的去除率达到98% 。TC初始浓度和pH值对MBC对TC的吸附有显着影响,而离子强度影响相对较小。吸附动力学符合准二级模型,表明上述吸附为单层化学吸附。等温线数据与Langmuir模型很好地拟合,显示最大吸附容量分别为168.35 mg g -1 (298 K)、184.07 mg g -1 (308 K)和204.20 mg g -1 (318 K)。此外,根据MBC吸附TC前后的XPS和FTIR表征,MBC吸附TC的主要吸附机制为表面络合、π-π相互作用以及氢键作用和孔隙填充。经过5次再生循环后,MBC对TC的吸附量从52.4 mg·g -1下降到37.8 mg·g -1,仅降低了27.86%,表明MBC对TC吸附的再利用潜力值得称赞。
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