改性烟末生物质吸附剂对水中NO3-的吸附特性与机理

为探究改性烟末生物质吸附剂对水中NO3-的吸附机理，以烟末为原料，通过吡啶催化法改性制备改性烟末生物质吸附剂（Modified Tobacco Powder Biomass Adsorbents，MTPBA），吸附水中的NO3-。根据X-射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对MTPBA的表征分析，结果显示：烟末改性后，表面Zeta电位、孔隙结构和纤维素上官能团的变化有利于吸附NO3-。采用静态吸附实验方法，研究MTPBA对水中NO3-的吸附特性，结果表明：当NO3-初始浓度为30 mg·L-1，MTPBA投加量为4.0 g·L-1，溶液pH=6.68，吸附时间为30 min时，MTPBA对水中NO3-吸附效果最佳。吸附过程与准二级动力学模型（R2>0.99）、Langmuir和Freundlich等温模型（R2>0.92）能较好地拟合，Langmuir拟合结果表明：MTPBA对水中NO3-有较高的吸附容量（Qmax=28.458 mg·g-1），优于改性蒙脱石和生物炭。研究表明：MTPBA具有较高的吸附容量，优于改性蒙脱石和生物炭，其对NO3-的吸附机理以与叔胺基团的静电及离子交换吸附为主，多孔结构材料的物理吸附并存