【摘 要】
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以市政污水处理厂剩余污泥为原料制备污泥生物炭（SBC）、改性污泥生物炭用于吸附亚甲基蓝（MB）,结果表明SBC对质量浓度为100 mg/L亚甲基蓝吸附量为27.65 mg/g,去除率为53.88%;SBC经HCl、HNO3、H3PO4、NaOH、KOH、Na2CO3、K2CO3、ZnCl2和NaHCO3改性,结果表明以NaOH为改性剂得到的改性污泥生物炭（SBC-NaOH）对亚甲基蓝的吸附效果最好
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以市政污水处理厂剩余污泥为原料制备污泥生物炭（SBC）、改性污泥生物炭用于吸附亚甲基蓝（MB）,结果表明SBC对质量浓度为100 mg/L亚甲基蓝吸附量为27.65 mg/g,去除率为53.88%;SBC经HCl、HNO3、H3PO4、NaOH、KOH、Na2CO3、K2CO3、ZnCl2和NaHCO3改性,结果表明以NaOH为改性剂得到的改性污泥生物炭（SBC-NaOH）对亚甲基蓝的吸附效果最好,吸附量达到48.08 mg/g,去除率为93.44%。进一步探究NaOH改性剂对SBC改性条件优化,其最佳条件为:改性剂NaOH浓度为7%、改性反应时间为2 h和改性温度为40℃,得到的改性产物MSBC-NaOH对亚甲基蓝的吸附量达到最大,为52.48 mg/g,去除率达到99.72%,相比于SBC,去除率提高了45.84%。以MSBC-NaOH负磁制备磁性污泥基生物炭（MSBC-NaOH/Fe3O4）用于吸附亚甲基蓝的最佳制备条件为:MSBC-NaOH投加量为3.0 g/L、反应时间为2 h和温度为80℃,得到的磁性污泥基生物炭（MSBC-NaOH/Fe3O4）对亚甲基蓝的吸附量达到了47.01 mg/g,去除率达到98.43%。对吸附亚甲基蓝后的MSBC-NaOH/Fe3O4进行回收再生重复利用,经5次重复利用后,其吸附量和去除率分别降低了8.67%和8.72%。对SBC、MSBC-NaOH、MSBC-NaOH/Fe3O4三种材料进行BET、XRD、SEM和FT-IR表征分析。BET测定结果表明,SBC经改性和负磁后,MSBC-NaOH和MSBC-NaOH/Fe3O4的比表面积由42.6 m2/g分别提高到66.3 m2/g和58.8m2/g;孔径由22.0 nm分别减少到6.91 nm和12.3 nm;总孔容由0.24 cm3/g分别减少至0.10 cm3/g和0.20 cm3/g。XRD测定结果表明,样品MSBC-NaOH/Fe3O4出现了Fe3O4的衍射峰,表明MSBC-NaOH/Fe3O4材料中含有Fe3O4。SEM测定结果表明,改性后的MSBC-NaOH孔隙比SBC更加发达,这些发达的孔隙提高了MSBC-NaOH的比表面积;经负磁后,MSBC-NaOH/Fe3O4与MSBC-NaOH相比,其孔隙数量有一定的减少,比表面积相比于MSBC-NaOH有所降低。FTIR分析表明,SBC、MSBC-NaOH和MSBC-NaOH/Fe3O4均含有相似的基团,包括-OH,C=O,C-O和Si-O等。其中,经负磁后的MSBC-NaOH/Fe3O4在582.03 cm-1处出现的吸收峰主要是Fe-O伸缩振动峰,表明有铁氧化物的存在。MSBC-NaOH/Fe3O4对氨氮吸附的结果表明:在pH为7、MSBC-NaOH/Fe3O4投加量为10.0 g/L和温度为20℃时对初始质量浓度为200 mg/L的氨氮模拟废水振荡吸附15 h,其吸附量可达到3.66 mg/g。MSBC-NaOH/Fe3O4对Cr（VI）吸附的结果表明:在pH为3、MSBC-NaOH/Fe3O4投加量为10.0 g/L和温度为40℃时对初始质量浓度为200 mg/L的Cr（VI）模拟废水振荡吸附24 h,其吸附量可达到13.38 mg/g。吸附等温线和动力学拟合结果表明:MSBC-NaOH/Fe3O4对亚甲基蓝、氨氮和Cr（VI）的吸附均符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型。热力学分析结果表明:MSBC-NaOH/Fe3O4对亚甲基蓝和Cr（VI）的吸附过程是自发吸热的,而MSBC-NaOH/Fe3O4对氨氮的吸附过程是自发放热的。
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