Page 191 - 《精细化工》2022年第1期

第 1 期 李 燕，等: 废白土榴莲壳黏土生物炭的制备及其对 Cr(Ⅵ)的吸附 ·181·

SBE、SBEC 吸附前后的 FTIR 谱图如图 2b 所 SBEC 含有的榴莲壳经磷酸改性形成生物炭的
示。SBEC 吸附前，2500 cm –1 处为醛基的 C==O 孔隙发育完全、微孔数量多、比表面积大，因而其
–1
伸缩振动吸收峰，1404 cm 处为 C—O 键伸缩振动 比表面积比 SBE 大，且同时具有微孔与介孔结构，
−1
吸收峰，1700 cm 处为羧基或酯类的 C==O 伸缩振 推测 SBEC 比 SBE 能提供更多的活性位点，SBEC
动吸收峰；吸附后这些位置的峰消失；1514 cm –1 应有更好的吸附性能。
处为木质素中芳环上 C==C 或 C==O 伸缩振动峰 [16] ， 2.4 投加量对吸附效果的影响
–1
吸附后移至 1540 cm ，说明 C==O、C—O—C 和 C==C 投加量对 Cr(Ⅵ)吸附效果的影响如图 4 所示。
基团参与了 Cr(Ⅵ)吸附过程。SBE 吸附前后 FTIR 在 25 ℃，初始 pH 为 3，吸附时间为 120 min，吸
谱图变化不大，SBE 主要成分为膨润土，基本骨架 附剂投加量为 0.1~0.5 g/L 时，SBEC 对 Cr(Ⅵ)去除
具有较高的稳定性，对 Cr(Ⅵ)吸附以离子交换作用、 率增加较快；投加量为 0.5 g/L 时去除率为 86.1%，
静电吸附作用为主 [17] 。 单位质量吸附量为 172.2 mg/g；投加量为 0.6 g/L 时，
2.3 BET 表征分析
去除率为 93.5%，单位质量吸附量为 155.8 mg/g；
SBEC、SBE 的 N 2 吸附-脱附曲线如图 3 所示。
之后，增加投加量去除率增加不大。SBE 加量为
从图 3 可以看出，SBE 内部孔含量较低，吸附-脱附
0.8 g/L 时，去除率最大为 50.5%，单位质量吸附量
线几乎重合，而 SBEC 内部孔结构丰富，在低相对
为 63.1 mg/g。两种吸附剂单位质量 Cr(Ⅵ)吸附量随
压力下有吸附（p/p 0 <0.01），说明存在微孔。在
投加量增大均减少。吸附剂用量越大，吸附位点越
p/p 0 =0.2~0.95 内，SBEC 吸脱附曲线随着相对压力
多，去除率越大。但吸附剂用量超过一定量后，吸
的增大，吸附量逐渐增大，吸附-解吸等温线为 H4 附量不会发生显著变化，这可能是由于吸附剂颗粒
型滞后回线特征的Ⅳ型等温线，表明其也含有介孔 [18] 。
过度拥挤导致吸附点重叠所致。从成本与吸附效果
SBE 和 SBEC 的 BET 比表面积、总孔容、平均孔径
角度，后续实验选取投加量为 0.5 g/L。
数据见表 2。

图 4 吸附剂用量对吸附效果的影响
Fig. 4 Influnce of adsorbent dosage on the adsorption effect

2.5 零电势点和溶液初始 pH 对吸附效果的影响
采用固体添加法 [19] 测定 SBE 和 SBEC 的零电势
点 pH PZC 值，结果见图 5。

图 3 SBEC（a）和 SBE（b）的 N 2 吸附-脱附曲线
Fig. 3 N 2 adsorption-desorption curves of SBEC (a) and
SBE (b)

表 2 SBEC 和 SBE 的比表面积和孔结构参数
Table 2 Specific surface area and pore structure parameters of
SBEC and SBE
3
2
S BET/(m /g) V total/(cm /g) D/nm
SBE 40.78 0.0786 9.723 图 5 SBEC、SBE 的零电势点 pH
SBEC 105.32 0.1263 6.781 Fig. 5 pH at point zero charge of SBEC and SBE