过程工程学报 ›› 2025, Vol. 25 ›› Issue (10): 1096-1112.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225059
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秦子琛1, 秦源1, 施园丁1, 章昊1, 李燕1,2, 朱云涛1, 丁磊1,2*
Zichen QIN1, Yuan QIN1, Yuanding SHI1, Hao ZHANG1, Yan LI1,2, Yuntao ZHU1, Lei DING1,2*
摘要: 本工作以丝瓜络为碳源,碳酸氢钠为活化剂,高铁酸钾和尿素作为铁源和氮源,采用一步热解法制备了铁氮共掺杂生物炭(K2FeO4@NSBC),并研究了其对水中双酚A (BPA)的吸附去除性能与作用机制。在K2FeO4∶NaHCO3∶CH4N2O∶丝瓜络为0.1∶0.5∶0.5∶1 (质量比)、热解温度为800℃条件下,制备的K2FeO4@NSBC具有较大的比表面积(864.83 m2/g)和孔隙体积(0.54 cm3/g)。在298 K条件下,其对BPA的吸附平衡容量(312.58 mg/g)远高于原始生物炭(7.00 mg/g)。溶液pH与外源有机物腐殖酸对K2FeO4@NSBC吸附去除BPA的影响较小,外源离子CO_3^(2-)对BPA的去除有明显抑制作用。K2FeO4@NSBC对BPA的吸附过程遵循拟二级动力学模型,Sips模型能很好地描述其吸附平衡,且该吸附是一种自发、吸热且无序性增强的过程。K2FeO4@NSBC具有良好的再生和回用性能。孔隙填充、疏水作用和π-π相互作用是K2FeO4@NSBC去除BPA的主要机制,同时Fe和N元素的引入在吸附过程也起到了重要作用。本研究为生物炭去除水中BPA提供了兼具环境友好性与经济可行性的解决方案。