Carbon Research | 利用废柚子皮制成的蜂窝结构生物炭协同吸附和光催化去除六价铬

主要观点总结

本文利用废柚子皮合成具有互联多孔框架的活性生物炭（APC），该生物炭具有高比表面积和丰富的含氧官能团，对Cr(VI)具有良好的吸附和光催化去除能力。与原始生物炭相比，APC的吸附容量达到最大值307.3mg·g-1，能有效还原并去除Cr(VI)。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

Cr(VI)是剧毒重金属，有效去除对人类健康和环境安全至关重要。废弃生物质提取的生物炭因具有孔隙多、比表面积大、成本低等特点，在去除污染物方面受到关注。

关键观点2: 研究方法

本文利用废柚子皮合成活性生物炭（APC），通过KOH活化和碳化工艺，获得具有高比表面积和独特三维蜂窝状多孔框架的生物炭。

关键观点3: 研究成果

APC对Cr(VI)的吸附容量达到最大值307.3mg·g-1，该吸附过程遵循准二阶动力学，主要由颗粒内扩散控制。在光照下，APC因强光吸收、低带隙、更多的活性氧，使富集的铬被完全还原。

关键观点4: 研究亮点

APC的蜂窝状结构、丰富的含氧官能团和吸附与光催化的协同作用可显著促进Cr(VI)的去除。该研究为去除废水中的污染物提供了一种有效的策略。

文章预览

摘要 六价铬（ Cr(VI) ）是众所周知的剧毒重金属，有效去除 Cr(VI) 对人类健康和环境安全极为必要。从废弃生物质中提取的生物炭具有孔隙多、比表面积大、成本低等特点，尤其是存在持久性自由基（PFR），因此在去除污染物方面受到广泛关注。本文利用废柚子皮合成了具有互联多孔框架的活性生物炭（APC），与原始生物炭（PPC）（8.78 m 2 · g -1 ）相比，所获得的APC具有成倍的高比表面积（997.46 m 2 · g -1 ），这是由于其独特的三维（3D）蜂窝结构框架和相互连接的孔隙所致。同时，APC 富含 C=O、C-H 和 O-H 等含氧官能团，可牢牢吸附 Cr(VI) 离子并将其转化为低毒性的 Cr( III ) 离子。APC 对 Cr(VI) 具有良好的吸附和光催化去除能力。与 PPC（194.2 mg · g -1 ）相比，APC 对 Cr(VI) 的吸附容量达到最大值 307.3 mg · g -1 ，该吸附过程遵循准二阶动力学，主要由颗粒 ………………………………