埃及基础与应用科学杂志4（2017）236完整文章甜瓜皮生物炭吸附模拟废水中Cu~（2+）和Zn ~（2+）的等温线和动力学研究Tabrez Alam Khana， Amer Arif Mukhlifa，Equbal Ahmad Khanba化学系，Jamia Millia Islamia，Jamia Nagar，New Delhi 110 025，IndiabAl-Falah大学化学系，Dhauj，Faridabad 121 004，印度阿提奇莱因福奥文章历史记录：2016年11月23日收到2017年6月16日收到修订版，2017年2017年6月28日在线发布保留字：铜（II）和锌（II）甜瓜皮生物炭Langmuir伪二级放热A B S T R A C T甜瓜皮是一种资源丰富的食品废弃物，已被有效地用于生产生物炭。研究了甜瓜皮生物炭对水中铜（II）和锌（II）的吸附特性。采用红外光谱（FT-IR）、扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDX）对生物炭进行了表征。优化了生物炭去除铜（II）和锌（II）的各种工艺参数。最大的生物吸附的Cu（II）和Zn（II）在pH 7时达到在303 K时，Cu（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）的最大吸附容量分别为78.74Langmuir吸附等温线与平衡数据拟合较好，表明金属离子在生物炭表面的均匀吸附。准二级动力学模型描述的数据最好地表明吸附到两个表面站点上的一个分子的金属离子。热力学参数表明吸附过程是自发的和放热的。液膜扩散和颗粒内扩散控制了吸附过程的总体动力学。生物炭被证明是一种廉价而有效的吸附剂，用于从液相中去除标题金属©2017曼苏拉大学。由爱思唯尔公司制作和主持这是一篇开放获取的文章，CC BY-NC-ND许可证（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。介绍日益增长的工业化已导致含有重金属的工业废水流入水流中的增加。电镀和金属表面处理过程产生大量的含重金属废水，其中包括铜（II）和锌（II）。铜（II）和锌（II）在水环境中的存在，即使在低浓度下，也对人类健康具有潜在的危害。铜（II）超过最大浓度限值（0.25 mg/L）可导致肝损伤、威尔逊病、失眠和抑郁，而接触锌（II）（接触限值，0.80 mg/L）的人可能患有神经系统疾病、嗜睡和口渴。考虑到这些金属的毒性和有害影响，有必要对含金属废水进行预处理后再排入水体。可用于从废水中去除重金属的几种技术，如反渗透[1]、电凝聚[2]、超滤[3]、透析/电渗析[4]和溶剂萃取[5]，由于其自身的限制，成本高或效率低。然而，使用*通讯作者。电子邮件地址：takhan501@yahoo.com（T.A. Khan）。将金属吸附到低成本吸附剂上[6使用许多农业生物质的生物吸附最近引起了人们的关注，因为生物吸附剂表面上存在各种官能团，可用于从含水系统中去除即使浓度非常低的重金属/染料[13，14]。近年来，源自许多农业废物的生物炭已被用作有效、高效和低成本的吸附剂，用于从水和土壤中去除重金属和有机污染物[15]，因为其具有高度多孔结构、大表面积、高官能团和矿物组分[16]。生物炭主要用于提高土壤肥力和作物生产力，减少温室气体排放，废物管理和能源生产[17，18]。生物炭通常通过热解富含碳的农业固体废物材料来制备。各种农业废弃物已被用作制备生物炭的前体，并用于从水中去除重金属，包括玉米秸秆[19]、稻草[20]、花生、大豆和油菜的秸秆[21]、甜菜尾[22，23]、橡木和橡树皮[24]、稻壳、橄榄果渣、橙子废料和堆肥[25]。生物炭的表面性质、产率和吸附能力主要取决于前体的类型（木质纤维素含量）和热解条件[26，27]。生物质在低温（400http://dx.doi.org/10.1016/j.ejbas.2017.06.0062314- 808 X/©2017曼苏拉大学。由爱思唯尔公司制作和主持这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表埃及基础与应用科学杂志杂志主页：www.elsevier.com/locate/ejbasT.A. Khan等人 /埃及基础与应用科学杂 志 4（2017）236-248237M····C×100e停留时间5-30 min有利于生物炭的高产率。在热解温度为500-650 ℃、升温速率为0.1-10 ℃/min、停留时间为300-1000 s的中间热解条件下，可得到15-25%的生物炭。类似地，在较高温度（850-1250 °C）、加热速率（10-200 °C/s）和小停留时间（1-10 s）下的热解通 常 产 生 15-25% 的生物炭。据报[28]缓慢热解通常产生表面积为1.8-56 m2/g生物炭，而在快速热解过程甜瓜（Cucumis meloL. ） 葫芦科的水果，在印度通常被称为kharbuja，在夏季大量供应。成熟果实的可食用部分被消耗掉，而果皮作为生物废物被丢弃。甜瓜皮的主要成分是纤维素、蛋白质和带有-OH和-COOH官能团的多糖（果胶酸），这些官能团可以与金属离子结合。最近，已经研究了用氢氧化钙化学改性的甜瓜皮用于从水溶液中去除Pb（II）[30]，其吸附容量为167.8 mg/g。然而，甜瓜皮尚未被用作生产其生物炭的前体。在这项研究中，各种操作条件下，间歇过程，对生物炭投加量、接触时间、初始Cu（II）和Zn（II）浓度、初始溶液pH和温度进行了优化。生物吸附X射线分析仪（EDX）。生物炭的FTIR光谱（4000-批平衡研究在一系列50 mL锥形瓶中进行分批吸附实验。将每个烧瓶用25 mL所需浓度（50 mg/L）的金属溶液填充并调节至所需pH。将已知量（0.02g）的生物炭添加至每个烧瓶中并保持在200 rpm的等温振荡器（303K）中直至达到等容。通过离心分离反应混合物的上清液。通过AAS（Perkin Elmer，AAnalyst 200）测定金属离子的平衡浓度用Eqs方程测定等容吸附量（qe（1）和（2）：q1/4。C-Ce×V1.C-Ce甜瓜（Cucumis meloL.）已经评估了从水中去除铜和锌从实验数据中对吸附过程的等温线、动力学通过红外光谱和扫描电镜对吸附剂的表面性质进行了分析，以评价生物吸附剂的表面功能和形貌。实验材料从果汁和奶昔店（Jamia Nagar，New Delhi，India）收集甜瓜皮。CuSO4 5H2 O、ZnSO4 7H2 O、NaOH和HCl购自Merck ，India。甜瓜皮生物炭用蒸馏水洗涤甜瓜皮以除去粘附的灰尘颗粒/杂质，并在333 K的烘箱中干燥。将干燥的生物质在机械研磨机中研磨，为了制备生物炭，将麝香果皮（200 g）在Muffle炉（Matrix Scientific，India）中以278 K/min的加热速率在惰性气氛（N2气）下于873 K热解将黑色固体炭用研钵和研杵压碎，用蒸馏水洗涤，筛分至小于75μ m粒度，并储存在气密试剂瓶中。吸附物溶液通过将0.982 g和1.099 g相应的盐溶解在双蒸水（1 L）中来制备五水合硫酸铜[CuSO4 5 H2 O]和七水合硫酸锌[ZnSO4 7 H2O]的储备溶液（250 mg/L）。通过用双蒸水稀释储备液来预溶解所需溶液。表征生物炭 的表面形态和 元素组成通 过使用 Carl Zeiss （ Sigma5.05，Germany）扫描电子显微镜结合BRUKER能量分析仪进行评估其中C和Ce是金属离子溶液的初始和平衡浓度（mg/L），V是金属溶液的体积（L），并且m是吸附剂的质量（g）。所有实验一式三份进行，并报告平均值。结果和讨论吸附剂FTIR研究红外光谱研究进行了阐明的活性表面官能团，这可能提供了金属离子的结合位点在麝香果皮的红外光谱中，在3405 cm-1在2930和2850 cm-1处的谱带归属于羧酸的脂肪族C-H。在1660和1410 cm-1处的强谱带归属于羧酸根的C@ O反对称和对称伸缩振动以及在1540cm-1处的一个弱峰是木质素共轭芳环的C@C伸缩振动。在1250和1040 cm-1处的峰可能是由于在800-400 cm-1处的肩峰而在生物炭中，3400 cm-1处的甜瓜皮中2930 cm-1处的吸收峰移动到2920 cm-1处，而1733和1573 cm-1处的新的弱吸收峰可能是由于热解过程中由于纤维素/半纤维素基团的断裂，观察到1170 cm-1处的宽肩（图1b）。在Cu（II）和Zn（II）负载的生物炭的光谱中，类似地，在吸附Cu（II）和Zn（II）后，分别在1600和1585 cm-1处观察到1573 cm-1处的峰 在1400（1390）和1038（1050）cm-1处的新峰表明表面官能团与Zn（Cu）金属离子的可感知的相互作用（图1）。 1(c)和（d）的方法。去除率%¼ð2Þ238T.A. Khan等人 /埃及基础与应用科学杂 志 4（2017）236-248Fig. 1. 原甜瓜皮（a）、生物炭（b）、负载Cu的生物炭（c）和负载Zn的生物炭（d）的FTIR光谱。SEM和EDX研究在20.00KX和50.00KX两种扫描电镜下观察到的生甜瓜皮表面均匀光滑，具有多孔结构.然而，生物炭的图像显示出具有放大的多孔结构的不均匀表面（图2c和d）。然而，负载金属的生物炭的SEM显微照片显示表面覆盖有铜和锌分子（图2e至2h）。生物炭和负载金属的生物炭的EDS光谱示于图1B中。3.第三章。麝香的主要成分甜瓜生物炭（wt%）为：C（59.28）和O（31.46），Mg（1.83）、P（1.92）、K（1.68）和Ca（3.84）（图3a）。在生物炭形成之后，元素重量%为：C（56.43）和O（41.77）、Mg（0.40）、K（0.79）和Ca（3.84）。P元素的消失可能是由于热处理导致表面空洞的形成。在EDX 分 析 中 ， 在 铜 和 锌吸 附 之 后 ， 出 现 Cu （1.63wt% ） 和 Zn（9.50wt%）的新峰，这表明这些金属吸附在生物炭的表面上（表1）。T.A. Khan等人 /埃及基础与应用科学杂 志 4（2017）236-248239图二. 生甜瓜皮（a，b）、生物炭（c，d）、负载Cu的生物炭（e，f）和负载Zn的生物炭（g，h）在不同放大倍数下的SEM图像。240T.A. Khan等人 /埃及基础与应用科学杂 志 4（2017）236-248图三. 生甜瓜皮（a）、生物炭（b）、负载Cu的（c）和负载Zn的（d）生物炭的EDS光谱。表1热力学参数。锌（Ⅱ）-18.039-43.88 4.743 4.304 3.865接触时间生物炭去除Cu（II）和Zn（II）的最佳接触时间通过改变以下接触时间来确定：在初始金属浓度（50 mg/L）、剂量（0.8 g/L）、pH值（7）和303K条件下， 据观察（图）。 4）随着接触时间的增加，Cu（II）的去除百分比从44.4增加到90.2，Zn（II）从35.4增加到83.5，在120min时达到平衡（Cu（II）为90.2，Zn（II）为83.5）（图4）。 4）。金属离子的初始快速吸收可归因于存在大量可用于金属离子的空位，并且之后由于游离金属离子与吸附金属离子之间的排斥力，剩余的游离金属离子难以被占据。初始金属浓度在固定接触时间（120 min），投加量（0.8 g/L），图四、 接触时间对Cu（II）和Zn（II）吸收的影响吸附物DH°（kJ/mol）DS°（J/mol/K）-DG°（kJ/mol）303 K 313 K 323 KCu（II）-32.712-87.196.293 5.421T.A. Khan等人 /埃及基础与应用科学杂 志 4（2017）236-2482413 2 232342温度（303 K）和pH（7），但初始浓度在30 ~ 60 mg/L之间变化发现吸附依赖于初始金属浓度，随着初始金属浓度的增加，铜（II）和锌（II）的吸收百分比分别从99降至89.5和96.6降至83.5（图5）。然而，吸附容量从37.1增加到铜（II）为70.8 mg/g，锌（II）为36.2 - 71.4 mg/g最佳吸附浓度为60 mg/L。不同pH在保持其他参数不变的情况下，在不同pH值（2-9）下评价pH对Cu（II）和Zn（II）去除的影响。摄取量（%）从42.0增加到93.3，从39.5增加到39.5。86.0，铜和锌，分别在pH 2和9之间，由于H3 O+和金属阳离子之间的竞争减少（图1）。 7）。在pH高于pHzpc（6.5）时，表面获得负电荷，而在pH低于pHzpc时，表面获得正电荷。随着溶液初始pH值的升高，Cu（II）和Zn（II）以Cu2（OH）2+、Cu（OH）2+、CuOH+、Cu（-）2+等多种形态存在生物炭剂量在这项研究中，生物炭的剂量从0.2到1.2 g/L，在优化的接触时间（120 min）和初始金属浓度（50 mg/L）。铜（II）和锌（II）的去除百分比以及生物炭吸附容量的变化描绘在（图6）中，其表明铜（II）和锌（II）的吸附百分比从41.3增加到89。2和52至85.2随着剂量的增加（图。 6），在0.8g/L时发生最大去除百分比-环。这可能是由于更大的可用性的活性位点的吸附或增加的表面积在较高量的吸附剂剂量。OH）+、Cu（OH）和Zn2+、Zn（OH）+、Zn（OH）和Zn（OH）-。低于pH 7时，铜（II）和锌（II）主要以二价阳离子存在，pH > 7时，金属阳离子可能由于羟基物质的形成而沉淀。最大吸附发生在pH 7。温度和热力学研究温度对铜（II）和锌去除的影响(II)在303，308和313 K下研究了生物炭的生物降解，如图8所示。金属的去除率（%）随温度的升高而降低，表明吸附过程是放热的.温度的升高使溶解度增加，图五、初始金属浓度对Cu（II）和Zn（II）吸收的影响见图6。 生物炭剂量的影响。242T.A. Khan等人 /埃及基础与应用科学杂 志 4（2017）236-248见图7。 初始溶液pH值的影响。见图9。 万特霍夫被吸附物的化学势是吸附过程中的控制因素，从而导致吸附的减少为了理解吸附动力学，能量和熵的考虑是重要的。负DG°表示吸附过程的自发性。DH°用于确定吸附的放热或吸热性质。DS°的正值表明吸附物分子在表面上的随机性增加。比在溶液中的固体表面焓变（DH°）和熵变（DS°）分别由log（q e / C e）与1/ T的vantHoff曲线的斜率和截距确定（图9）。使用Gibb方程（Eqs. （3）和（4））。随着温度的升高，吸附过程的自发性降低（DG°变得不那么负），表明在较低温度下更可行的吸附。平衡研究平衡研究解释了当达到平衡时，在恒定温度下被吸附的被吸附物的量与留在溶液中的被吸附物的量的比率。朗缪尔[32]，弗罗因德利希[33]和Dubininin-Radushkevich[34]等温线模型应用于实验数据，以确定最佳拟合模型。Langmuir模型log. qeDSDH3如果实验数据符合朗缪尔模型，则表明Ce1/2： 303R- 2： 303RTDGDH-TDS4能量均匀的吸附位点和均匀的覆盖-被吸附物分子在吸附剂表面上的老化，被吸附分子之间没有任何相互作用。Langmuir等温线模型的线性形式表示如下：负DH°值表明铜（II）和锌（II）吸附到生物炭上的放热性质Cu（II）和Zn（II）的DH°值分别为32.712和 18.039 kJ/molCE1qe¼bqmCeqmð5Þ大于40 kJ/mol，支持物理吸附[31]（表1）。负的DS°值表明有利吸附的可能性的其中b是与吸附能量相关的朗缪尔常数，并且qm是最大吸附容量（mg/g）。见图8。温度的影响T.A. Khan等人 /埃及基础与应用科学杂 志 4（2017）236-248243Ce单分子层吸附容量（qm）和Langmuir常数（b）代表吸附质对吸附剂的亲和力logqe1¼logkfnf logCe 7从C e/q e与C e图的斜率和截距（图 10），并在表2中给出。无量纲分离因子（RL）[35]可用于预测吸附类型（有利、线性、不利或不可逆）。其中kf和nf分 别是与吸附容量和吸附强度相关的Freundlich等温常数。Freundlich参数kf和nf从logqe与logCe曲线的斜率和截距获得（图11）。kf和nf以及R2的值如表2所示。较低的R2值表明1RL¼1bCoð6Þ吸附不符合Freundlich模型。nf1值表明更有利的物理吸附。当RL> 1时，吸附是不利的，当RL= 0时，吸附是不可逆的。金属离子的吸附亲和力对于Cu（II）在0.054-0.075范围内比较了各吸附等温线模型的相关系数（R2），找出了最佳拟合模型（表2），表明吸附数据最符合Langmuir吸附等温线模型。铜（79.36 mg/g）和锌（72.99 mg/g）的qm值与其它报道的吸附剂（表3）的比较表明，甜瓜皮生物炭优于许多这些吸附剂。与锌（II）相比，铜（II）的b值更高，表明生物炭对铜（II）具有更高的亲和力Freundlich等温该模型是基于吸附剂表面上吸附位点Freundlich方程的线性形式如下：Dubinin–Radushkevich (D–R)The D–R isotherm model assumes multilayer adsorption, whichgenerally involves weak van der Waals forces, indicative of physi-cal 模型方程如下：lnqe¼ lnqD-b22208磅式中qD为最大吸附容量（mg/g），b为与平均吸附能相关的活度系数（mol2/kJ2），e为Polanyi势。qD和b的值是根据lnqe与e2曲线的斜率和截距计算的（图12），而e的值是使用方程计算的。（九）、2¼RTln.1þ1Σð9Þ其中R是气体常数，单位为kJ/（mol/K），T是温度（K）。平均吸附自由能（E）使用方程估计。（十）、见图10。Langmuir吸附等温线图。表2各种等温线参数。等温线参数Cu（II）Zn（II）303 K308 K313 K303 K308 K313 KLangmuirqm（mg/g）79.3678.7478.7472.9969.9366.66b（升/毫克）0.3490.3040.2461.5051.3751.293RL0.05420.06160.07510.01310.01430.01520.980 0.981 0.982 0.998 0.998 0.9960.919 0.942 0.957 0.884 0.928D-RqD（mg/g）59.7360.5361.3360.8262.2963.34E（kJ/mol）1.0001.0001.1182.2362.5003.5350.897兰特0.9000.9020.8040.7960.763FreundlichKf（升/克）34.0331.4927.5440.0446.3746.331/nf0.2350.2520.2850.1710.1670.152244T.A. Khan等人 /埃及基础与应用科学杂 志 4（2017）236-248表3所报道的吸附剂对Cu（II）和Zn（II）吸收的吸附容量（qm）Cu（II）Zn（II）吸附剂pHqm（mg/g）Ref吸附剂pHqm（mg/g）Ref小麦壳5.08.26[36个]稻壳灰6.05.88[47个]阿卡贝壳3–617.64[37个]蔗渣粉煤灰6.07.03[48个]腰果壳5.020.0[38个]沸石4A6.542.82[49个]桦木木屑5.54.90[39]第三十九届沸石13X6.538.31[49个]巴利稻草7.04.64[第四十届]膨润6.535.17[49个]柠檬酸改性大麦秸秆7.031.71[41]未加工黄麻5.873.55[50个]园林草地6.058.34[41]黄麻染料负载5.875.95[50个]阔叶木生物炭5.06.79[19个]氧化黄麻5.878.02[50个]玉米秸秆生物炭5.012.52[19个]蛭石5.671.89[五十一]柠檬酸改性废咖啡粒5.060.37[第四十二届]膨润6.030.7[五十二]硝酸修饰碳纳米管5.028.49[四十三]富钠膨润土6.057.43[五十二]碳纳米管/海藻酸钙复合材料5.084.88[第四十四届]硫化桔皮5.080[53]甜瓜皮生物炭7.079.36本研究甜瓜皮生物炭7.072.99本研究磺化多壁碳纳米管5.043.16[45个]KCl改性桔皮5-5.545.29[53]单壁碳纳米管5.024.29[46个]纳米多孔活性印楝皮–11.9[五十四]见图11。Freundlich吸附等温线图。T.A. Khan等人 /埃及基础与应用科学杂 志 4（2017）236-248245见图12。 D-R吸附等温线图。246T.A. Khan等人 /埃及基础与应用科学杂 志 4（2017）236-248ee不e二点三百零三分-ln 1-q1¼pffi2ffiffibffiffiffið10Þ其中qt（mg/g）是在时间t吸附的金属离子的量，k1和k2是伪一级（1/min）和伪二级速率常数（g/mg/min）。Cu（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）的E值分别为1.0(II))发现在0-8 kJ/mol范围内然而，R2值（Cu（II）为0.897动力学研究伪一阶和伪二阶使用Lager- gren的伪一阶方程[55]和伪二阶方程[56]研究吸附动力学伪一阶模型和伪二阶模型可以表示为：根据log（qe-qt）与t的相应曲线的截距计算k1和k2（图1）。13）和t/q vs t（图 14），并与相关系数、q e（-calc）和q e（exp）值一起列于表4中。较高的R2值和接近协议之间的qe（计算）和qe（exp）值的伪二级速率方程表明，该模型的适用性，表明吸附到两个表面网站的一个染料分子。Liquid–film and intra–particle液膜扩散的吸附速率常数logq-q1：tð11Þ.qtet1tqt¼k2q2qeð12Þqt<$ki·t0：5Cið14Þ图十三. 伪一级动力学图。见图14。 伪二级动力学图。E1/4kfd·t1300T.A. Khan等人 /埃及基础与应用科学杂 志 4（2017）236-248247表4伪一阶和伪二阶模型参数。吸附物浓度（mg/L）准一级qe（exp）（mg/g）准二级k1×10- 2（1/ min）qe（cal）（mg/g）R2k2×10- 3（g/mg/min）qe（cal）（mg/g）R2Cu（II）403.75443.060.83948.361.06043.100.992503.08645.770.89956.600.75056.490.992604.30679.140.86167.130.66067.110.994Zn（II）403.15547.970.86043.820.52946.730.993503.31668.120.86652.450.39356.500.899603.47785.230.89362.080.26372.990.930其中kfd（1/min）是膜扩散速率常数，F是在时间t达到平衡的分数（F =qt/qe），ki（mg/g min0.5）是颗粒内扩散速率常数，Ci是常数（mg/g），其给出了关于吸附剂表面上边界层厚度的概念。液膜扩散曲线是线性的（图15），但不通过原点，因此它可能不是确定过程动力学颗粒内扩散-图（Fig. 16）具有三个吸附步骤，i）归因于体扩散的初始弯曲部分，ii）归因于颗粒内扩散的线性部分，和iii）归因于平衡的平台。表5中列出了kfd、 ki的大小和相应的回归系数。Ki值表明铜（II）和锌（II）的大量扩散可以推断，液膜扩散和颗粒内扩散控制吸附动力学。图15. 液膜扩散图。图16. 颗粒内扩散图。248T.A. Khan等人 /埃及基础与应用科学杂 志 4（2017）236-248表5液膜和颗粒内扩散模型参数。Liquid–film结论Intra–particle[17] 杨凯，杨建，蒋英，吴伟，林东.高温处理竹质生物炭对芳香族化合物的吸附机理及相关性。2016年环境调查;210：57-64。[18] 莱曼·J 一把碳。 Nature 2007;447（7141）：143-4.[19] [10] ChenX，Chen G，Chen L，Chen Y，Lehmann J，McBride MB，Hay AG.硬木和 玉 米 秸 秆 热 解 生 物 炭 对 水 溶 液 中 铜 和 锌 的吸 附 。 Biologyour Technol2011;102（19）：8877-84.[20] 韩晓，梁艳芳，李天勤，王凯，黄宏华，杨晓艳. 稻草生物炭同时去除水中镉和磺胺甲恶唑。浙江大学学报B 2013;14（7）：640-9.[21] 童学军，李继英，袁建华，徐荣康。3种农作物秸秆生物炭对Cu（II）的吸附 ChemEng J 2011;172（2）：828-34.[22] 董晓，马立青，李英.甜菜尾渣生物炭去除六价铬的特性及机理。J Hazard Mater2011;190（1）：909-15.[23] 杨立，杨文. 甜菜尾渣厌氧消化生物炭去除水溶液中磷酸盐的研究。 J Hazard Mater2011;190（1）：501-7.[24] Mohan D，Kumar H，Sarswat A，Alexandre-Franco M，Pittman CU.磁性橡木和橡木皮快速热解修复镉和铅污染的研究研究了用硫酸法除铜、锌的工艺参数，生物炭的优化。在303 K时，Cu（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）的最大吸附容量分别RL值在0和1之间支持有利的吸附。Langmuir等温线被发现最适合的平衡数据表明均匀吸附到生物炭表面。准二级动力学模型描述的数据最好地表明一个分子的金属离子吸附到两个表面位点。热力学参数表明吸附过程是自发的放热过程。液膜扩散和颗粒内扩散控制了吸附过程的总体动力学。生物炭被证明是一种廉价、高效的吸附剂，用于去除水溶液中的金属离子。引用[1] Kurniawan TA，Chan GY，Lo WH，Babel S.含重金属废水的物化处理技术。化学工程杂志2006;118（1）：83-98.[2] Ali I，Khan TA，Asim M.电凝聚法去除地下水中砷酸盐的研究。环 境 科 学 民意调查研究2012;19（5）：1668-76。[3] Ghosh G，Bhattacharya PK. 胶束强化超滤去除六价铬离子的研究。 化学工程杂志2006;119（1）：45-53.[4] KhattabIA，Shaffei MF，Shaaban NA，Hussein HS，El-Rehim SA. 填充床电极电化学去除稀溶液中铜离子的研究。第二部分. Egypt J Petrol 2013;22（1）：205-10.[5] C.M. 使用溶剂萃取从液体中去除重金属废物。环境监测评估1995;34（2）：151-62。[6] Khan TA，Nazir M，Khan EA.磁改性多壁碳纳米管对水溶液中俾斯麦棕R和Cd（II）的吸附：批量和柱研究。脱盐水处理2015;11：19374-90。[7] Khan TA，Nazir M，Khan EA，Riaz U.多壁碳纳米管-聚氨酯（MWCNT/PU）复合 吸 附 剂 对 水 溶 液 中 番 红 T 和 Pb （ II ） 的 去 除 ： 间 歇 和 固 定 床 研 究 。 J MolLiq2015;212：467-79.[8] KhanTA，Singh VV. 用粘土从水溶液中去除镉（II）、铅（II）和铬（VI）离子。毒理学环境化学2010;92（8）：1435-46。[9] Saleh TA，Gupta VK.具有CNT/氧化镁复合物的柱用于从水中去除铅（II）。环境科学民意调查研究2012;19（4）：1224-8。[10] Gupta VK，Agarwal S，Saleh TA.氧化铝包覆碳纳米管的合成、表征及其除铅应用。J HazardMater 2011;185（1）：17-23.[11] 纳亚克·古普塔由桔皮和Fe 2O 3纳米颗粒制备的新型吸附剂对水溶液中镉的去除和回收。ChemEng J 2012;180：81-90.[12] Khan TA，Mukhlif AA，Khan EA，Sharma DK.化学改性绿藻生物质吸附水溶液中Pb（II）和Cd（II）的等温线和动力学模拟2016 ;2：117.[13] [10]杨晓，李晓，陈晓. 以肥料废弃物为原料制备活性炭去除某些重金属离子之固定床反应器设计参数。废物管理1998;17（8）：517-22.[14] [10]吴晓刚，李晓刚.介孔碳材料吸附甲基橙染料的动力学和热力学研究。J ColloidInterface Sci 2011;362（2）：457-62.[15] 王G，李A，李M.核桃壳废弃物活性炭吸附水溶液中镍离子的研究。 脱盐水处理2010;16（1-3）：282-9.[16] [10] RonappanL ， Rouissi T ， Das RK ， Brar SK ，Ramirez AA ，Verma M ，Surampalli RY，Valero JR.不同废弃物来源的生物炭微粒对亚甲基蓝的吸附。 废物管理2016;49：537-44。生物炭 Chem Eng J 2014;236：513-28.[25] 2005年10月27日，中国科学院院士。农副产品生物炭对水溶液中Cu（II）离子的吸附J Environ Manag 2012;96（1）：35-42.[26] 姚Y，高B，张M，Inyang M，齐默尔曼AR.生物炭对沙土中硝态氮、铵态氮和磷酸盐吸附和淋溶的影响。Chemosphere2012;89（11）：1467-71.[27] Zhao L，Cao X，Mašek O，Zimmerman A.生物炭特性随原料来源和生产温度变化的异质性。J Hazard Mater2013;256：1-9.[28] 2005年10月26日，李文辉，李文慢速热解生物炭的表征：原料和热解温度对生物炭性质的影响。J Environ Quality2012;41（4）：990-1000。[29] Brewer CE，Schmidt-Rohr K，Satrio JA，Brown RC.快速热解气化系统中生物炭的表征。《环境可持续能源计划》，2009年;28（3）：386-96。[30] 黄凯，朱宏.化学改性甜瓜皮吸附去除水溶液中Pb 2+。环境科学污染研究2013;20（7）：4424-34.[31] Bhatnagar A，Kumar E，Minocha AK，Jeon BH，Song H，Seo YC.柠檬皮去除水中阴离子染料：平衡研究和动力学建模。Separ SciTechnol 2009;44（2）：316-34.[32] 朗缪尔岛气体在玻璃、云母和铂的平面上的吸附。J Am Chem Soc 1918;40（9）：1361-403.[33] 弗罗因德利希HMF。在溶液中的吸附。J Phys Chem1906;57：385-471.[34] Dubinin MM，Radushkevich LV.活性炭特性曲线方程。Chem Zentr1947;1（1）：875.[35] Hall KR，Quilleton LC，Acrivos A，Vermeulen T.固定床吸附在恒定模式条件下的孔扩散和固体扩散动力学。Ind Eng ChemFundam 1966;5（2）：212-23.[36] Basci N，KocadagE ，KocadagB.小麦壳对水溶液中Cu（II）的生物吸附 脱盐2004;164（2）：135-40.[37] Dahiya S，Tripathi RM，Hegde AG.预处理arca贝壳生物质对水溶液中重金属和放射性核素的吸附。 JHazard Mater 2008;150（2）：376-86.[38] SenthilKumar P ， Ramalingam S ， Sathyaselvabala V ， Kirupha SD ，Sivanesan S. 腰果壳吸附去除水溶液中铜离子的研究。脱盐2011;266（1）：63-71.[39] GrimmA，Zanzi R，Björnbom E，Cukierman AL. 不同类型生物质吸附铜之比较。Biological Technol2008;99（7）：2559-65.[40] PehanieE，Altun T，ParlayiciS，. 改性大麦秆吸附水中铜离子之研究。食品化学2012;135（4）：2229-34。[41] HossainMA，Ngo HH，Guo WS，Setiadi T.铜的吸附与解吸（二）离子对草坪的影响。Biologyour Technol2012;121：386-95.[42] Cerino-Córdova FJ ， Díaz-Flores PE ， García-Reyes RB ， Soto-Regalado E ，Gómez-González R，Garza-González MT，Bustamante-Alcántara E.化学改性咖啡渣对水溶液中Cu（II）和Pb（II）的生物吸附 Int J Environ Sci Technol 2013;10（3）：611-22.[43] 李永华，丁杰，栾志，狄志，朱毅，徐春，吴东，魏斌。多壁碳纳米管对水溶液中Pb2+、Cu 2+和Cd 2+离子的竞争吸附。Carbon2003;41（14）：2787-92.[44] 李英，刘芳，夏乙，杜清，张萍，王丁，王正，夏乙。碳纳米管/藻酸钙复合材料去除水溶液中铜的研究。JHazard Mater 2010;177（1）：876-80.[45] 葛英，李智，肖丹，熊平，叶宁。磺化多壁碳纳米管用于从水溶液中去除铜（II）。工业工程化学杂志2014;20（4）：1765-71。[46] 莫拉迪岛功能化奈米碳管对离子之移除：平衡、等温线及热力学研究。化学生物化学工程第四版2011;25（2）：229-40。[47] C. Srivastava V，Mall ID，Mishra IM.模拟甘蔗渣粉煤灰对水溶液中镉（II）和锌（II）金属离子的单独和竞争吸附。Sep Sci Technol2006;41（12）：2685-710.吸附物浓度（mg/L）kD R2ki R2Cu（II）400.04300.8613.8530.976500.03750.8383.2150.992600.03090.8992.3860.992Zn（II）400.03090.7984.6560.971500.03080.7993.7670.956600.03210.8402.9340.983T.A. Khan等人 /埃及基础与应用科学杂 志 4（2017）236-248249[48] SrivastavaVC，Mall ID，Mishra IM. 稻壳灰去除二元水溶液中镉和锌的研究胶体表面A：Physicochem Eng Asp 2008;312（2）：172-84。[49] RaoGP，Satyaveni S，Ramesh A，Seshaiah K，Murthy KS，Chouvillas NV.4A沸石、13X沸石和膨润土对水溶液中镉和锌的吸附J Environ Manag 2006;81（3）：265-72.[50] ShuklaSR，Pai RS. 改性黄麻纤维对Cu（II）、Ni（II）和Zn（II）的吸附Biological Technol 2005;96（13）：1430-8.[51] da Fonseca MG，de Oliveira MM，Arakaki LN
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