Page 61 - 《精细化工》2022年第6期

第 6 期 石云龙，等: 球形零价铁生物炭吸附 Cd(Ⅱ)的性能和机制 ·1127·

(   )V 显示，ZVIBC 在热处理过程中形成了孔径大小不均
q  0 t （1）
t
m 一的孔洞 [27] ；由 TEM 图显示，Fe 为粒径 80~ 300 nm
式中：ρ 0 为 Cd(Ⅱ)溶液初始质量浓度，mg/L；ρ t 为 的颗粒；Fe 含量测试结果显示，ZVIBC 中 Fe 含量
t 时刻 Cd(Ⅱ)溶液质量浓度，mg/L；V 为 Cd(Ⅱ)溶 为 595 mg/g。
液体积，L；m 为 ZVIBC 加入量，g。
1.6 等温热力学吸附实验
在 25 ℃进行 ZVIBC 吸附 Cd(Ⅱ)等温热力学实
验。配制 pH=4、质量浓度为 50~600 mg/L 的 Cd(Ⅱ)
溶液。取 27 个 100 mL 磨口锥形瓶，分别加入 100 mL
质量浓度为 50~600 mg/L 的 CdCl 2 溶液，各加入
0.05 g ZVIBC，将锥形瓶置于恒温摇床在 25 ℃振荡
24 h，取 1 mL Cd(Ⅱ)溶液，稀释后测试溶液中的
Cd(Ⅱ)质量浓度 [22] 。每个测试点平行实验 3 次。
用平衡吸附量（q e ，mg/g）来评价 ZVIBC 对
Cd(Ⅱ)的吸附效果，计算公式如下：
(   )V
q  0 e （2）
e
m 图 1 ZVIBC 的 SEM 图（a、b）和 TEM 图（c、d）
式中：ρ 0 为 Cd(Ⅱ)溶液初始质量浓度，mg/L；ρ e 为 Fig. 1 SEM images (a, b) and TEM images (c, d) of ZVIBC
吸附平衡时溶液中 Cd(Ⅱ)质量浓度，mg/L；V 为
2.2 ZVIBC 比表面积分析
Cd(Ⅱ)溶液体积，L；m 为 ZVIBC 加入量，g。
ZVIBC 比表面积分析结果如图 2 所示。可以看
1.7 ZVIBC 在空气中抗氧化实验
出，ZVIBC 的 N 2 吸附-脱附等温线呈现明显的迟滞
取一定量新制备的 ZVIBC 放入表面皿，暴露于
回线，根据 IUPAC 分类，N 2 吸附-脱附等温线为Ⅳ
空气中。定时（2~48 h）取 ZVIBC （0.05 g）加入
型 [28] ，滞 后环 为 H2 型， ZVIBC 比表面积 为
质量浓度 50 mg/L、pH=4 的 Cd(Ⅱ)溶液（100 mL） 320.76 m /g。孔径分布曲线显示，ZVIBC 孔隙主要
2
中，在摇床 25 ℃振荡吸附 24 h [23] ，每个时间点做 3
为不规则的介孔结构 [29] 。
组平行实验。
−
−
1.8 Cl 和 NO 3 对 ZVIBC 吸附 Cd(Ⅱ)的影响实验
分别用 CdCl 2 和 NaNO 3 配制质量浓度 50 mg/L、
−
−
背景离子为 Cl 、NO 3 （10、50 mmol/L）的 Cd(Ⅱ)溶
液，调节溶液 pH=4。取 ZVIBC（0.05 g）分别加入
100 mL 含背景离子的 Cd(Ⅱ)溶液中，在 25 ℃摇床振
荡吸附 24 h [24] ，每个背景离子浓度做 3 组平行实验。
1.9 ZVIBC 吸附 Cd(Ⅱ)循环实验
称取 ZVIBC（0.05 g）加入 100 mL 质量浓度为
50 mg/L 的 Cd(Ⅱ)溶液中，在 25 ℃摇床振荡吸附
24 h，吸附完成后，过滤，移走 Cd(Ⅱ)溶液，重新
加入 100 mL 质量浓度为 50 mg/L 的 Cd(Ⅱ)溶液再次
在同样条件下振荡吸附 24 h [25] ，如此循环 4 次。
1.10 ZVIBC 中 Fe 含量测试实验
称取 ZVIBC（0.05 g）加入 5 mL 盐酸中，振荡
后静置 48 h，溶液用 0.1 mol/L 的 HNO 3 稀释后测试
Fe 离子浓度，计算 ZVIBC 中 Fe 含量 [26] ，做 3 组平
行实验取平均值。

2 结果与讨论

图 2 ZVIBC 的 N 2 吸附-脱附等温线（a）及孔径分布（b）
2.1 SEM 和 TEM 分析 Fig. 2 N 2 adsorption-desorption isotherm (a) and pore size
ZVIBC 表面形态结构如图 1 所示。由 SEM 图 distribution (b) of ZVIBC