桉树生物炭负载绿色合成纳米零价铁去除水中Cr(Ⅵ)

作者:刘沁文; 丁爱中; 梁信; 谢领辉; 鄢俊彬; 李娜
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以桉树叶提取物绿色合成的纳米零价铁(nZVI)为主体,负载桉树生物炭(EBC),成功制备了高效去除Cr()的复合材料(EBC NZVI),考察了单一材料和复合材料去除Cr()的效果差异和回收潜力,研究了投加量和初始溶液pH对去除效果的影响。采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析合成前后提取物成分的变化。这些材料以EDS、FTIR、XRD和XPS的SEM为特征,并结合在吸附动力学和吸附等温线的实验讨论了去除机理。结果表明,桉树叶提取物在绿色合成过程中提供了作为还原剂和催化剂的生物分子。该复合材料具有良好的分散性,有效地缓解了nZVI的钝化。在复合材料去除Cr()的过程中,EBC和nZVI表现出协同效应。在pH浓度为3,加入量1gL-1的条件下,100mg·L-1Cr()溶液的去除率达到99.5%以上,具有良好的回收潜力。EBC-NZVI的吸附过程符合准二级吸附等温模型和Langmuir吸附等温模型。活性中心和Cr(VI)的化学吸附过程是去除率的主要限制因素。EBC NZVI和Cr(VI)之间的反应机制是,nZVI和Fe()将吸附的Cr()还原为Cr(),然后通过表面络合、官能团吸附和共沉淀将其以FeOOH、Fe2O3、Cr(OH)3和Cr2O3的形式去除。