农业资源与环境学报

作者：赵利洋,陈珍,孙颖,岳俊杰,杜兆林

单位：天津理工大学环境科学与安全工程学院, 天津 300384,天津理工大学环境科学与安全工程学院, 天津 300384,天津理工大学环境科学与安全工程学院, 天津 300384,天津理工大学环境科学与安全工程学院, 天津 300384,农业农村部环境保护科研监测所, 天津 300191

关键词：椰壳生物炭，壬基酚，Cd（Ⅱ），吸附，络合桥接作用,

基金：国家自然科学基金项目（42107081）

为探究Cd（Ⅱ）对椰壳生物炭（CSBC）吸附水体中壬基酚（NP）的影响，本研究设计NP单组分和Cd（Ⅱ）与NP共吸附试验，对比考察了溶液初始pH、CSBC投加量、污染物浓度和共存离子等参数对CSBC吸附NP性能的影响，开展了吸附等温模型分析和比表面积（BET）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）等表征测试，分析 Cd（Ⅱ）在 CSBC吸附 NP中的作用机制。结果表明：pH是影响吸附的重要因素，当Cd（Ⅱ）存在时，适宜初始pH由中性变为强酸性；CSBC投加量为1 g·L-1时，平衡吸附量（6.93 mg·g-1）较NP单组分吸附量增加1.1倍。此外，CSBC对NP的吸附过程符合Langmuir和拟一级动力学模型，吸附容量受孔结构限制；热力学分析表明吸附是一个自发的放热过程。Cd（Ⅱ）对CSBC吸附NP表现出促进而非竞争作用，一方面归因于CSBC对NP和Cd（Ⅱ）不同的吸附机制，即与NP之间π–π堆积、氢键等作用，而与Cd（Ⅱ）之间则是离子交换和络合作用；另一方面则主要基于吸附态Cd（Ⅱ）与水溶液中NP分子羟基之间发生的络合桥接作用，而作用的发挥则依赖于强酸条件下Cd（Ⅱ）与CSBC表面阳离子的离子交换程度及与含氧官能团（—OH和—COOH）之间的络合位点数量。Cd（Ⅱ）对CSBC吸附NP的促进作用为生物炭吸附处理重金属和有机物的复合污染提供了有益的理论参考。

来源：2025年第3期

《农业资源与环境学报》期刊编辑部

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