共热解法制备方解石/生物炭复合材料及其吸附Pb(II)性能和机制的研究

为了制备一种高效吸附含Pb(II)废水的生物炭材料，以椰壳(CS)和方解石(CAL)为原料，采用共热解法分别在500℃、600℃、700℃制备了方解石/生物炭(CAL/BC)复合材料。通过SEM、ICP-MS、BET、XRD、FTIR等方法对CAL/BC复合材料的表面微观形态和结构进行了表征。结果发现，三种热解温度条件下，CAL均能够与CS紧密结合，而且CAL/BC具有较大的比表面积，表面含有丰富的官能团。批量吸附实验结果表明，CAL和CS质量比为1∶2，pH值为5.5，吸附剂添加量为1.5 g·L−1，此时CAL/BC复合材料对Pb(II)的吸附量分别为95.24 mg·g−1 (500℃)、99.01 mg·g−1 (600℃)、185.19 mg·g−1 (700℃)，可见热解温度为700℃时，吸附效果最佳。吸附过程符合二级动力学模型和Langmuir等温线模型。CAL/BC复合材料吸附Pb(II)的主要机制是沉淀、离子交换、阳离子—π作用、孔隙填充和静电引力。此外，CAL/BC复合材料在4次吸附-解吸循环后仍能保持较高的Pb(II)去除率。因此，共热解法制备的CAL/BC复合材料在处理废水中的Pb(II)方面具有广阔的应用前景。