201 / 2023-10-25 22:27:15

新型改性木耳菌棒生物炭凝胶球用于Cd2+和Pb2+复合污染修复

重金属,吸附,机制,混合物,CA-HAPMB

镉(Cd)对人体有剧毒，其主要影响的是骨骼和肾脏。铅(Pb)含量超标会危害人体神经系统、消化系统和心血管系统，影响儿童智力等进而造成不可逆转的严重后果。Cd²⁺和Pb²⁺离子共存于采矿、冶炼、电子垃圾回收、油漆、汽油和其它工业生产过程中，广泛存在于地表水、地下水、土壤和沉积物中。当Cd²⁺和Pb²⁺一起释放到环境中时，它们会比单独释放造成更大的破坏。因此，迫切需要找到同时将它们去除的方法。羟基磷灰石改性木耳菌棒生物炭包埋在海藻酸钙中(CA-HAP_MB)，合成了一种吸附水中重金属的新型吸附剂。将羟基磷灰石作为底物负载在生物炭上，通过增加生物炭上官能团的含量来提高其吸附能力。吸附剂中加入海藻酸盐，海藻酸盐具有丰富的羧基(-COOH)和羟基(-OH)官能团，与多价金属离子反应形成三维网状结构，使吸附剂形成球体(平均直径2.5毫米)，正好弥补了吸附剂分离和再生的局限性。采用扫描电镜、X射线能谱(SEM-EDS)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射图(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)表征了CA-HAP_MB的表面结构和吸附机理。通过批量实验评价了CA-HAP_MB对重金属的吸附能力。在不同条件下，研究了CA-HAP_MB对水中Cd²⁺和Pb²⁺的吸附性能及其竞争关系。凝胶球对Cd²⁺和Pb²⁺的吸附量最大分别达到302.2 mg·g^-1和564.5 mg·g^-1 (基于Langmuir)。结果表明，CA-HAP_MB复合凝胶球具有去除水中重金属离子的良好前景。土壤培养实验发现，CA-HAP_MB的施加可以使土壤中重金属有效态含量下降，进一步评估材料用于土壤中重金属修复的应用前景。