在三元水体系中，利用胺官能化的甜菜渣生物炭对Cu(II)、Ni(II)和Cd(II)进行竞争性吸附

《ChemistrySelect》：Competitive Adsorption of Cu(II), Ni(II), and Cd(II) Using Amine-Functionalized Sugar Beet Pulp Biochar in Ternary Aqueous Systems

本研究开发了一种新型氨基功能化生物炭（O,N-SBB），通过表面活化和功能化处理，用于三元Cu(II)、Ni(II)、Cd(II)混合溶液的吸附。动力学和热力学分析表明吸附以化学吸附为主，等温线符合Sips模型，Ni的最大吸附容量达373.42 mg/g，归因于离子电荷半径比对吸附剂表面功能基团的影响。

　　

摘要

本研究制备了一种新型生物炭（O,N-SBB），该生物炭由甜菜浆制成，首先在酸性介质中进行表面活化处理，随后通过3-氨基丙基三甲氧基硅烷进行功能化。研究了该生物炭对Cu(II)、Ni(II)和Cd(II)的吸附性能。最佳实验条件为：pH值为8.14，初始金属离子浓度为77.23 mg·L^?1，O,N-SBB的用量为1.40 g·L^{?1H°值（范围为48.91至54.42 kJ·mol?1）进一步证实了金属阳离子在吸附剂表面的化学吸附现象。在三元混合体系中，吸附等温线分析表明Sips模型能够最好地描述实验数据，这进一步证明了O,N-SBB吸附剂的非均匀性。其最大吸附容量分别为：Cu(II) 158.31 mg·g?1、Ni(II) 373.42 mg·g?1和Cd(II) 67.91 mg·g?1。O,N-SBB对Ni的吸附优先性高于Cu和Cd，这可能与溶液中金属离子的特性有关，尤其是水合离子的电荷与半径比值，该比值会影响吸附剂与离子之间的相互作用强度。}

图形摘要

本研究开发了一种新型的胺功能化生物炭（O,N-SBB），用于三元水体系中Cu(II)、Ni(II)和Cd(II)的竞争性吸附。动力学和热力学分析证实了吸附过程以化学吸附为主。Sips等温线模型能够很好地描述吸附平衡数据，显示出较高的吸附容量（Ni的最大吸附容量可达373.42 mg·g^?1）。尽管O,N-SBB的比表面积较小，但引入的N/O功能基团使其能够高效去除多种金属，使其成为一种具有潜力的低成本废水处理吸附剂。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

数据可用性声明

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