农业环境科学学报

作者：李俊杰,汪玉瑛,黄嘉琪,程凯,吕豪豪,何莉莉,俞娟

单位：北京理工大学珠海学院, 广东 珠海 519088,浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所, 杭州 310021,北京理工大学珠海学院, 广东 珠海 519088,安徽科技学院资源与环境学院, 安徽 滁州 311300,浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所, 杭州 310021,浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所, 杭州 310021,北京理工大学珠海学院, 广东 珠海 519088

关键词：沸石,生物炭,Pb（Ⅱ）,吸附性能,一步共热解法,

基金：国家自然科学基金项目（42307300）

为探究沸石改性生物炭对重金属Pb（Ⅱ）污染水体处理的效果及其机制，采用一步共热解法制备了不同沸石添加比例的沸石改性生物炭，并选取稻壳作为生物炭前驱体，利用比表面积（BET）、扫描电镜及能谱（SEM-EDS）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对沸石改性生物炭复合材料进行表征，并探究了在不同pH值（pH 2.0~6.0）、反应时间（0~24 h）、初始Pb（Ⅱ）浓度（10~80 mg·L-1）及离子强度（0~0.5 mol·L-1 NaCl）条件下，改性生物炭对Pb（Ⅱ）的吸附行为。结果显示，沸石颗粒与生物炭复合成功，稻壳炭与沸石-生物炭复合材料在溶液pH值为6.0时对Pb（Ⅱ）的去除率最高，最优反应时间为12~24 h，最优Pb（Ⅱ）溶液初始浓度为25~65 mg·L-1。未改性生物炭（BC）、ZR1∶1、ZR1∶2和ZR2∶1对Pb（Ⅱ）的吸附过程更符合准二级动力学模型，Freundlich模型能更好地拟合ZR1∶1、ZR1∶2和ZR2∶1对Pb（Ⅱ）的吸附等温过程。电解质NaCl浓度为0和0.001 mol·L-1时，BC和ZR1∶2对Pb（Ⅱ）的去除效果最佳且无显著差异，但随着NaCl浓度增大，吸附剂对Pb（Ⅱ）的去除率呈先降后升的趋势。研究表明，沸石改性生物炭是高效的重金属Pb（Ⅱ）吸附材料，其最优质量比为1∶2，吸附性能优于未改性稻壳炭。通过优化制备条件和吸附参数，可实现Pb（Ⅱ）污染水体的有效治理。

来源：2025年第12期

《农业环境科学学报》期刊编辑部

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