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西安交通大学学报2025年第11期: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

来源:期刊VIP网 时间:


作者:赵亚文;祁曼;孙茹宇;王艺文;吕永利;王丽;延卫;

单位:西安交通大学能源与动力工程学院;中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院;

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)