通过响应面方法优化稻壳基生物炭，用于去除水溶液中的Cu(II)和Mn(II)离子

《Journal of the Chinese Chemical Society》：Optimized rice husk-based biochar by response surface methodology for removal of Cu(II) and Mn(II) ions from aqueous solutions

本研究利用稻壳制备生物炭吸附水中的Cu2?和Mn2?，通过响应面法优化粒径（0.88mm）、温度（444℃）和时间（140min），最高去除效率分别为73.1%和61.3%，验证模型拟合良好。

　　

摘要

稻壳（RH）是水稻生产国中大量存在的农业副产品，已被证明是一种可再生且经济高效的生物吸附剂，可用于去除污染物。本研究开发了一种优化方法，用于合成基于稻壳的生物炭（RHB），以吸附水溶液中的Cu(II)和Mn(II)离子。所获得的吸附剂通过SEM-EDS和Brunauer–Emmett–Teller（BET）分析进行了表征。通过响应面法（RSM）结合中心复合设计（CCD），间接研究了三个独立变量——稻壳颗粒大小（X₁）、热解温度（X₂）和热解时间（X₃）对RHB物理化学性质的影响，这些变量通过Cu(II)和Mn(II)的吸附能力来体现。最佳合成条件为：X₁ = 0.88 mm、X₂ = 444°C和X₃ = 140 min，在此条件下Cu(II)的去除效率最高达到73.1%，Mn(II)的去除效率达到61.3%。高值的R²（≥0.9792）、调整后的R²（≥0.9605）、预测的R²（≥0.9035）以及较小的概率值（p-值 < 0.0001）表明实验数据与二次模型预测结果之间有很强的吻合度。主要影响因素的热解温度（p-值 < 0.0001）和热解时间（p-值 ≤ 0.0001）最为显著，其次是稻壳颗粒大小（p-值 ≤ 0.0525）。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。