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| 白果壳遗态HAP/C复合材料对水中氨氮的吸附 |
| The adsorption of ammonia nitrogen from water by a hydroxyapatite/carbon composite with the hierarchical porous microstructure of ginkgo shell |
| 投稿时间：2019-05-16 |
| DOI：10.13254/j.jare.2019.0263 |
| 中文关键词: 白果壳，复合材料，羟基磷灰石，吸附，氨氮 |
| 英文关键词: ginkgo shell, biomorph-genetic composite, hydroxyapatite, adsorption, ammonia nitrogen |
| 基金项目:国家自然科学基金项目（21707024，41763012，51978188）；广西自然科学基金项目（2018GXNSFAA050044）；广西科技计划项目（桂科AD18126018）；广西创新驱动发展专项（桂科AA17204047）；广西高等学校高水平创新团队及卓越学者计划项目（桂财教函[2018]319号） |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 阎起明 | 桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心, 广西 桂林 541004
桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室, 广西 桂林 541004 | | | 朱宗强 | 桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心, 广西 桂林 541004
桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室, 广西 桂林 541004 | zhuzongqiang@glut.edu.cn | | 黄献宁 | 岑溪市生态环境局, 广西 梧州 543200 | | | 朱义年 | 桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心, 广西 桂林 541004
桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室, 广西 桂林 541004 | zhuyinian@glut.edu.cn | | 刘杰 | 桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心, 广西 桂林 541004
桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室, 广西 桂林 541004 | | | 何豪 | 桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心, 广西 桂林 541004
桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室, 广西 桂林 541004 | |
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| 中文摘要: |
| 为综合利用农林废弃物，以白果壳为植物模板、羟基磷灰石（HAP）为改性材料，制备了白果壳遗态HAP/C复合材料（PBGC-HAP/C-G），并通过X射线衍射仪（XRD）、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）和扫描电镜（SEM）等对其进行了表征，同时研究了溶液pH、初始浓度、吸附剂投加量等对其去除水中氨氮的影响。结果表明，PBGC-HAP/C-G是一种大孔材料，孔径主要介于35~200 μm之间。在溶液pH=5时，吸附效果最佳；吸附剂投加量的增加有利于氨氮的去除；粒径大小不是影响吸附效果的主要因素。准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型能很好地描述该吸附过程，吸附过程以化学吸附为主。在氨氮初始浓度为20、50、100 mg·L-1时，拟合计算得到的理论平衡吸附量分别为0.45、1.10、2.15 mg·g-1，与实验测定值0.46、1.15、2.18 mg·g-1相近，可见PBGC-HAP/C-G可用作去除氨氮的吸附剂。 |
| 英文摘要: |
| For the comprehensive utilization of forestry and agricultural residues, a porous biomorph-genetic composite of hydroxyapatite/carbon(PBGC-HAP/C-G) was prepared with a ginkgo shell bio-template and characterized using X-ray diffraction, Fourier-transform infrared spectroscopy, and scanning electron microscopy. The effects of the solution pH, initial concentration, and adsorbent dosage on the adsorption of ammonia nitrogen from water were investigated. The results showed that the PBGC-HAP/C-G adsorbent was a macroporous material with a main pore size of approximately 35~200 μm. The highest absorption efficiency was attained at the solution pH of 5. The increase in the adsorbent dosage was beneficial to the removal of ammonia nitrogen, but the particle size was not a major influencing factor. The pseudo-second-order kinetic model and the Freundlich isotherm fitted the experimental data well. The removal process was mainly chemisorption. The calculated adsorption capacities at equilibrium were determined to be 0.45, 1.10 mg·L-1, and 2.15 mg·g-1 for the adsorption at the initial ammonia nitrogen concentrations of 20, 50 mg·L-1, and 100 mg·L-1, respectively, which were very close to the experimental values of 0.46, 1.15 mg·L-1, and 2.18 mg·g-1, respectively. PBGC-HAP/C-G can be used as an adsorbent for ammonia nitrogen removal. |
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