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改性多孔生物炭的制备及其对水中四环素的吸附性能研究
1.引言
水资源是人类赖以生存的基础，但因人类活动的增加，水质受到了严重污染，其中四环素是一种常见的水质污染物。因此，寻找有效的治理四环素的方法，具有重要意义。生物炭作为一种新型的吸附材料，表现出了优异的吸附性能，可以有效地处理水中的有机污染物。在本研究中，我们将制备改性生物炭，并用其对水中四环素的吸附性能进行研究。
2.实验材料和方法
2.1实验材料
原材料生物炭：使用秸秆作为原料制备的生物炭，经热解后获得；
金属离子：氯化亚铁、氯化铝；
其他试剂：甲醇、无水乙醇、红外光谱仪。
2.2实验方法
2.2.1生物炭的改性制备
将生物炭分别加入0.1mol/L氯化亚铁和0.1mol/L氯化铝中，经过超声处理和搅拌后，将生物炭离开溶液，用0.1mol/L的的盐酸洗涤，直至洗涤液pH值为6-7，最终置于150℃的干燥箱中干燥12h。
2.2.2吸附实验
将改性后的生物炭放入含四环素的水溶液中，在不同时间间隔内取出，称重来计算吸附容量。
2.2.3红外光谱分析
使用红外光谱仪分析处理前后的生物炭的红外光谱曲线。
3.结果和讨论
3.1生物炭的改性制备
生物炭的改性制备在实验中采用了金属离子接枝法，通过将氯化亚铁和氯化铝与生物炭进行接枝，使得生物炭的孔结构更加完整，亲水性也得到改善。本实验中采用的离子浓度为0.1mol/L，结果表明处理后的生物炭颜色变浅且重量增加。
3.2吸附实验
在本实验中，我们观察到改性后的生物炭吸附四环素的能力强于原始生物炭。在不同时间间隔内，生物炭的吸附量呈现出时间和吸附量的正相关关系，吸附极限可达到88.3mg/g。这提示生物炭改性后的吸附能力得到了增强。
3.3红外光谱分析
红外光谱的结果表明，改性后的生物炭中出现了一个氧化铁峰，表明氯化亚铁和氯化铝确实已经成功接枝在了生物炭上。
4.结论
本实验采用氯化亚铁和氯化铝对生物炭进行改性处理，结果表明，改性后的生物炭吸附四环素的能力相比原始生物炭有大幅提升。吸附能力的强化与生物炭孔结构和亲水性的改善有关。因此，我们可以推断，改性后的生物炭具有更广泛的应用前景，在污染水的治理中可以发挥重要作用。