1、中文 4000 字 出处： Vithanage M, Rajapaksha A U, Ahmad M, et al. Mechanisms of antimony adsorption onto soybean stover-derived biochar in aqueous solutionsJ. Journal of environmental management, 2015, 151: 443-449. 大豆秸秆生物炭吸附水溶液中锑的机理 Meththika Vithanage a, b, Anushka Upamali Rajapaksha a, b, Mahtab Ahmad c
2、, Minori Uchimiya d, Xiaomin Dou e, Daniel S. Alessi f, Yong Sik Ok a, * 摘要 有限的力学知识可用于解释生物炭与微量元素（ Sb 和 As）的含氧阴离子的 相互作用。在 300 （ SBC300）和 700 （ SBC700）下制备的大豆秸秆生物炭， 其特征可以通过 BET， Boehm 滴定， FT-IR， NMR 和拉曼光谱表征。结合的质子可 以通过电位滴定量化，通过基于 Boehm 滴定和 NMR 观测的表面络合模拟，使用两 个酸性点位来模拟生物炭模型。对于 SBC300 和 SBC700，分别在 pH 7.20 和
3、 7.75 观察到零电荷点。锑酸盐（ Sb（ V）和亚锑酸盐（ Sb（ III）都不受离子强度 影响（ 0.1,0.01 和 0.001M NaNO3），此现象表明其内部区域的络合。对于比 SBC700 含有更多 -OH 含量的 SBC300，观察到 SBC300 对 Sb（ III）和 Sb（ V）有更好的吸 附 。 Sb（ III）去除率（ 85）大于 Sb（ V）去除率（ 68）。 Sb（ III）的最大 吸附密度为 1.8810-6 mol / m2 。三层模型（ TLM）成功地描述了 Sb 在 pH4-9 下大 豆秸秆生物炭的表面络合，并反应形成单配位基单核和双核络合物。通过拉曼，
4、FT-IR 和 XPS 进行的光谱检测进一步证实了 Sb 与生物炭表面的强化学吸附结合。 关键词： 黑碳、表面络合模型、木炭、慢热解、表面电荷 1.引言 生物炭是一种成分复杂的碳材料，由一系列由有机物质热改性产生的官能团 组成。近年来，生物炭 作为一种土壤改良剂受到重视，用于控制有机和无机污染 物的空间分布及其被生物的利用程度（ Lehmann and Joseph， 2009）。生物炭可 以由各种废弃生物质在不同的热解温度下制成，其特征是高碳含量和芳香性 （ Sohi et al， 2009）。生物炭复杂的化学组成造成复杂的表面化学性质：酸性 至碱性，亲水性至疏水性（ Amonette an
5、d Jospeh， 2009）。生物炭可用作吸附 剂，以去除土壤和水中有毒重金属等目标污染物（ Ahmad et al， 2014）。 近年来，生物炭已被证实可以有效地控制重金属在土壤中迁移，减少重金属 在植物内累积和毒性（ Inyang et al.， 2012; Shen et al.， 2012; Uchimiya et al.， 2012,2010,2011）。重金属离子在生物炭表面强烈结合到含有酸性羧基和 其它官能团如胺，芳族 C-O 基团， O-烷基化基团和端基 O-C-O 碳的特定活性位点 上（ Fang et al.， 2013; Li et al.， 2013; Uchimi
6、ya et al.， 2012; Yuan et al.， 2011）。 用生物炭修复被污染的土壤（如射击场，采矿和冶炼场所）为传 统的土壤清洗和挖掘方法提供一种经济有效的替代方法（ Lee et al.， 2011）。 吸附过程可以控制这些被污染土壤中金属的迁移（ Ahmad et al.， 2012a， b; Uchimiya et al.， 2011）。 锑（ Sb）已成为一种被广泛关注的污染物（ Leuz et al.， 2006）。 在采矿 区，射击场范围和路边观察到了高浓度的锑（ Filella et al.， 2002a）。锑在 环境中存在各种氧化态（ -III， 0， III， V）最常见的 氧化态是 Sb（ III）和 Sb （ V）。水中主要的 Sb 形态是 Sb(OH)3 和 Sb(OH)5（ Wilson et al.， 2010）。与 As 类似，无机的 Sb 化合物比有机污染物更具毒性
