摘要
硝酸盐污染问题在全世界普遍存在，过量累积的硝酸盐会严重威胁人类健康,因此水体中硝酸盐的有效去除得到了人们的重视。硝酸盐在水体中易溶解并能够长期稳定存在，这给它的有效去除造成一定困难，利用吸附法去除水中的硝酸盐有望得到良好的效果。本研究通过对玉米秸秆烧制的生物炭进行改性并在其表面以及孔道中沉淀层状金属氢氧化物(LDHs)来制备新型吸附剂，并用于去除水中的硝酸盐污染物。 选用最常见的玉米秸秆作为烧制生物炭的基础材料，引入表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)用于提高生物炭表面的正电性，通过在其表面以及孔道中沉淀吸附能力较强的MgFe层状双金属氢氧化物(MgFe-LDHs)来制备一种复合吸附剂MgFe-CTAB-LDHs/BC并用于硝酸盐的去除。材料具有较好的去除硝酸盐的性能，在pH值为5、温度为15℃时，吸附180 min可达到吸附平衡，最大吸附量是65.13 mg/g,相应去除效率为98.7 ％,温度降低到5℃时，去除效率仍可达到94.2 ％,且在有CO32-、PO43-等常见阴离子以及有机物存在的条件下，仍保持较高的去除硝酸盐能力。 为进一步提高硝酸盐去除效率，并改善LDHs的团聚现象，以尿素作为氮源,在原始玉米秸秆生物炭(BC)含氧官能团的基础上，引入含氮官能团，同时复合MgAlFe三元层状金属氢氧化物(MgAlFe-LDHs)来制备另一种新型复合吸附剂MgAlFe-LDHs/UBC,最大吸附量可达81.20 mg/g,即使在5℃的温度条件下，该材料对于硝酸盐的去除效率仍达到95.3 ％,和MgFe-CTAB-LDHs/BC相比，硝酸盐去除效率有了明显提升。将其在实际水样中应用，硝酸盐的去除效率可达到66.31％,吸附机理为表面吸附、颗粒内扩散、静电引力、离子交换以及表面络合。经过6次再生循环后，MgAlFe-LDHs/UBC的去除效率仍达到80 ％以上。
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