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随着我国经济和工业的快速发展,水体中Cr(VI)和BrO3-的污染日趋严峻,严重危害人们的身体健康,成为一个不容忽视的环境和社会问题。相较于其他水处理技术,吸附法具有成本低、处理效果高、反应速度快等优点,已被广泛应用于各种水处理工艺中。本文以Cr(VI)和BrO3-为目标污染物,以莲杆为原料制备莲生物炭,以FeCl3为改性剂,通过浸渍、煅烧法制备铁改性莲生物炭,探讨各因素对其吸附性能的影响,并通过傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)、比表面积分析(BET)、X射线光电子能谱分析(XPS)、X射线衍射分析(XRD)和Zeta电位等表征手段,揭示铁改性莲生物炭对Cr(VI)和BrO3-的吸附机理。目标污染物为Cr(VI)时,通过正交法优化的吸附材料最佳制备条件为:碳化条件为500℃,1 h;活化条件为700℃,1.5 h;生物炭与FeCl3浸渍质量比为1:4。目标污染物为BrO3-时,通过单变量法优化的吸附材料最佳制备条件为:碳化条件为500℃,1 h;活化条件为700℃,1.5 h;生物炭与FeCl3浸渍质量比为1:5。经FeCl3改性后,生物炭的比表面积和孔容大幅增加。影响因素研究表明,溶液pH在2.010.0之间时铁改性莲生物炭对Cr(VI)和BrO3-均有较好的去除效果,且对Cr(VI)和BrO3-的吸附过程均符合伪二级动力学模型,说明化学吸附是该吸附过程中的主要控速步骤。通过Langmuir-Freundlich模型计算的铁改性莲生物炭对Cr(VI)的最大吸附容量为26.2mg/g,通过Langmuir模型计算的铁改性莲生物炭对BrO3-的最大吸附容量为212.3 mg/g。FTIR和XPS分析证明,铁改性莲生物炭表面的C=C、C-O和C=O官能团参与了Cr(VI)和BrO3-的去除过程,还原作用是去除Cr(VI)和BrO3-的主要作用机制。在去除Cr(VI)过程中,被还原的Cr(III)主要通过3种方式吸附在材料表面:静电吸引、离子交换和络合作用。在去除BrO3-过程中,材料表面的Fe3+/Fe2+作为电子穿梭体加速和提高材料对BrO3-的去除,其中在铁改性莲生物炭去除BrO3-过程中材料表面官能团的变化先后顺序为:C-OH>C=O>COOH>C-H。本研究结果证明所开发的铁改性莲生物炭吸附材料可用于去除水中的Cr(VI)和BrO3-,为Cr(VI)和BrO3-污染水的修复提供了技术支持。