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随着社会经济的飞速发展,环境中的重金属污染越来越突出。由于重金属具有较强的毒性、难生物降解和生物蓄积性,对人类健康造成严重威胁,其污染控制受到了世界各国政府及学者的广泛关注。利用廉价或环境友好材料吸附去除重金属是一种具有良好应用前景的处理方法。结合我国大量农业废弃物亟待资源利用的现状,利用农业弃物制备生物炭用于环境污染治理和土壤改良,是目前环境修复和农业领域的研究热点之一。本研究以农业废弃物—棕榈为原料制备了一种纳米零价铁改性氨基生物炭(NBCF),考察其对典型重金属离子的去除性能及可能的机理。主要研究结果如下:1.通过亲电芳香取代以及液相还原反应,制备出一种纳米零价铁改性氨基生物炭。NBCF对Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)和Cr(VI)均表现出较好的去除效果,饱和吸附容量分别为12.4、7.87、8.89和20.1 mg/g,对Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)和Cr(VI)的去除性能优于同类型吸附剂。2.通过对改性前后的生物炭进行表征分析,结果显示:生物炭具有不规则的结构,改性后成功在生物炭表面接上氨基官能团,同时有相当数量的Fe0存在于材料表面,使材料获得了一定的还原活性。NBCF的比表面积为244 m2/g,平均孔径为5.06 nm,在水溶液中稳定悬浮时平均粒径为845 nm。3.NBCF对Cd(Ⅱ)的吸附在457 min左右达到吸附平衡,吸附动力学能用拉格朗日伪二级动力学模型进行拟合,颗粒扩散模型表明吸附速率至少由2个步骤控制;NBCF对Cd(Ⅱ)的吸附解吸等温线均呈现出明显的非线性,意味着除物理吸附作用外,还存在化学吸附,同时存在明显的解吸滞后现象。环境因素能影响Cd(Ⅱ)在NBCF上的吸附,随着溶液pH增加,NBCF对Cd(Ⅱ)的吸附能力得到增强,而离子强度的影响则相反,这可能与颗粒的双电层被压缩有关。4.NBCF对重金属离子的去除机理主要涉及静电、络合、沉淀和还原作用。本研究制备的改性生物炭材料不仅可用于重金属废水的治理,还可用于重金属污染土壤的钝化改良,在进行环境修复的同时,实现农业废弃物的资源再利用,具有较好的应用前景。