球磨法制備微納米含氮生物炭可去除水體重金屬

近日，中國林科院亞熱帶林業(yè)研究所生態(tài)修復(fù)研究組在微納米含氮生物炭的球磨制備及水體重金屬去除性能上取得新進(jìn)展，為球磨法工程化制備微納米生物炭應(yīng)用于水體重金屬去除、土壤重金屬穩(wěn)定化提供了試驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論基礎(chǔ)。

球磨生物炭對重金屬Cd(II)、Cu(II)和Pb(II)的潛在吸附機(jī)理示意圖

論文共同通訊作者、中國林科院亞熱帶林業(yè)研究所研究員陳光才介紹，生物炭作為一種來源廣泛、廉價(jià)及高效的新型炭材料，在水處理及土壤修復(fù)領(lǐng)域備受關(guān)注。以動(dòng)物骨粉為原料制備的生物炭，不僅具有典型的植物源生物炭組分，還有大量含氮基團(tuán)和天然無機(jī)礦物成分羥基磷灰石，具備較大的污染物吸附、固定潛力。另外，機(jī)械球磨法是一種低成本、操作簡單且高效的生產(chǎn)工藝，可有效制備尺寸均勻的顆粒，但是球磨法工藝對骨質(zhì)生物炭重金屬吸附性能的影響及機(jī)制尚不清楚。

論文共同通訊作者、中科院等離子體研究所胡銳博士介紹，該研究選取食品加工廢棄物牛骨、肉屑干制所得骨粉為原料，分別在熱解溫度為300℃、450℃和600℃下的氮?dú)夥諊苽渖锾?，發(fā)現(xiàn)機(jī)械球磨法處理顯著提升了生物炭的重金屬吸附能力。利用批平衡吸附試驗(yàn)，結(jié)合多種波譜/光譜分析，研究人員揭示了生物炭的重金屬Cd(II)、Cu(II)和Pb(II)吸附機(jī)制，并量化了球磨處理對不同吸附機(jī)制在生物炭吸附重金屬中的貢獻(xiàn)份額的影響。