球磨法制备微纳米含氮生物炭高效去除水体重金属的机制取得新进展学术资讯

来源：农环视界

近日，中国林科院亚热带林业研究所生态修复研究组在微纳米含氮生物炭的球磨制备及水体重金属去除性能上取得新进展，研究成果以“Micro-nano-engineered nitrogenous bone biochar developed with a ball-milling technique for high-efficiency removal of aquatic Cd(II), Cu(II) and Pb(II)”为题在Journal of Hazardous Materials 发表。

图文摘要

生物炭作为一种来源广泛、廉价及高效的新型炭材料，在水处理及土壤修复领域备受关注。以动物骨粉为原料制备的生物炭，不仅具有典型的植物源生物炭组分，还有大量的含氮基团和天然无机矿物成分羟基磷灰石，具有较大的污染物吸附、固定潜力。另外，机械球磨法是一种低成本、操作简单且高效的生产工艺，可有效制备尺寸均匀的颗粒，但是球磨法工艺对骨质生物炭重金属吸附性能的影响及机制尚不清楚。

该研究选取食品加工废弃物牛骨、肉屑干制所得骨粉为原料，在热解温度为300、450和600℃下的氮气氛围制备生物炭(BC-300、BC-450和BC-600)，发现机械球磨法处理显著提升了生物炭(MBC-300、MBC-450和MBC-600)的重金属吸附能力。利用批平衡吸附试验，结合FT-IR、XRD和XPS等多种波谱/光谱分析，揭示了生物炭的重金属Cd(II)、Cu(II)和Pb(II)吸附机制，并量化了球磨处理对不同吸附机制在生物炭吸附重金属中的贡献份额的影响。

研究为球磨法工程化制备微纳米生物炭应用于水体重金属去除、土壤重金属的稳定化提供了试验数据和理论基础。中国林科院亚热带林业研究所博士后肖江博士为论文第一作者，陈光才研究员和中科院等离子体研究所的胡锐博士为共同通讯作者。

球磨生物炭对重金属Cd(II)、Cu(II)和Pb(II)的潜在吸附机理示意图

球磨生物炭对Cd(II)、Cu(II)和Pb(II)的吸附特征与机制贡献比例

论文链接：

https://sciencedirect.xilesou.top/science/article/abs/pii/S030438941931934X

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