PDF《花生壳生物炭对硝态氮的吸附机制研究》

24 h) , 保存于广口瓶, 密闭、 干燥保存备用. 基本理化性质见表 1. 1.1.2 吸附质 常温将 KNO3 (分析纯) 溶解于去离子水中, 配制1000 mg ・ L-1 的母液,将母液逐级稀释成不同浓度 的NO-

3 -N 工作溶液浓度. 1.2 测定方法 pH 值测定参考 GB/T 12496.7―1999, 采用 pH 计(Sartorius PB-10) ;

C、 H、 O、 N 含量测定采用元素分析 仪(Vario Micro cube, Elementar Corp.) ;

比表面积、 孔 容和孔径测定采用比表面孔分布测定仪 (Asap 2010, Micrometrics Corp.) ;

灰分含量测定采用缓慢灰化法;

钾(K) 含量采用火焰光度法测定;

钙(Ca) 、 镁(Mg) 含 量采用 EDTA 滴定法测定. SEM 检测 (扫描电镜) : 采用 TM-1000 型扫描电 镜(HIECH Corp) , 冷场发射式, 观察吸附前后生物炭 样品的大小、 形状和表面特征. 傅里叶变换红外光谱分析 (FITR) : 用傅里叶变换 红外光谱仪 (Nicolet 380, Nicolet Corp.) 测定吸附前后 生物炭的红外光谱, 采用 KBr 压片制样, 扫描波数范 围为 400~4500 cm-1 . X 射线光电子能谱 (XPS) 分析采用 Kratos AXIS Ultra DLD 多功能电子能谱仪测定吸附前后生物炭样 品, 单色 Al Ka 射线 (1486 eV) 为激发光源. 溶液硝态氮 (NO-

3 -N) 浓度采用全自动连续流动 分析仪 (AA3, Bran+Luebbe Corp.) 测定. 1.3 试验设计 1.3.1 适宜溶液 pH 值确定预试验 称取 0.1 g 制备好的生物炭若干份,分别置于

100 mL 离心管中, 再加入用 0.1 mol ・ L-1 的NaOH/HCl 调节pH 分别为2.

0、 3.

0、 4.

0、 5.

0、 6.

0、 7.

0、 8.

0、 9.

0、 10.

0、 11.

0、 12.

0、 13.0 的50 mL、

100 mg・ L-1 的NO-

3 -N 溶液中, 于室温条件下在振荡器中以

180 r ・ min-1 振荡

24 h 后过滤, 测定滤液中 NO-

3 -N 含量. 按下式计算单 表1生物炭基本理化性质 Table

1 Basic physical and chemical properties of biochar pH 比表面积/m2 ・ g-1 孔容/cm3 ・ g-1 孔径/nm 灰分/% 碳/g ・ kg-1 氢/g ・ kg-1 氮/g ・ kg-1 氧/g ・ kg-1 钾/% 钙/g ・ kg-1 镁/g ・ kg-1 9.71 5.38 0.01 5.81 3.33 719.62 20.51 17.63 90.22 4.60 0.10 0.12

1728 第32 卷第

1 期2016 年9月87654321020

30 40

50 温度/益图1溶液温度对生物炭吸附 NO-

3 -N 的影响 Figure

1 Effect of temperature on NO-

3 -N adsorption on biochar 位质量生物炭对 NO-

3 -N 的吸附量: qe = (C0-Ce ) V/m (1) 式中: qe 为单位质量生物炭吸附硝态氮的量, mg ・ g-1 ;

C0 为溶液中硝态氮的起始浓度, mg ・ L-1 ;

V 为吸附平 衡溶液的体积, L;

m 为生物炭的加入量, g;

Ce 为吸附 平衡时液相中硝态氮的浓度, mg ・ L-1 . 根据计算结果, 选定较高吸附量时溶液 pH=5 作 为下一步试验吸附溶液适宜 pH 值设定值. 1.3.2 适宜吸附温度确定预试验 称取 0.1 g 制备好的生物炭若干份, 置于100 mL离 心管中, 加入 pH 5.0 的100 mg ・ L-1 NO-

3 -N 溶液

50 mL, 分别于

20、

30、

40、

50 益的恒温振荡器中以

180 r ・ min-1 振荡

24 h 后过滤, 测定滤液中 NO-

3 -N 含量.按公式 (1) 计算单位质量生物炭对 NO-

3 -N 的吸附量, 根据计 算结果 (图1) , 选定较高吸附量时溶液吸附体系温度

20 益为下一步试验体系温度. 1.3.3 热力学吸附试验 称取 0.1 g 生物炭粉末置于

100 mL 离心管中, 分别加入一系........