水蒸气活化松木生物炭高效吸附去除亚甲蓝的性能研究

《Recycling》：Engineering Pine Wood Biochar via Steam Activation for Enhanced Methylene Blue Adsorption: Linking Surface Reconstruction to Adsorption Performance

　　摘要亚甲蓝（MB）的广泛使用加剧了水污染问题。本研究评估了水蒸气活化的松木生物炭从水溶液中高效去除MB的效果。生物炭样品通过在400至850°C范围内热解制备（BC4–BC8.5），随后在850°C下进行水蒸气活化，制备了水蒸气改性生物炭（SM-BC4–SM-BC7）。对生物炭的物理化学性质进行了表征，并进行了批量吸附实验以研究吸附平衡、动力学和机理。水蒸气活化显著提高了SM-BC7的比表面积，从321.32增加到635.20 m2 g?1，同时改善了孔结构发育，促进了部分石墨化有序化，并诱导了更负的表面电荷，如吸附前的zeta电位为?32.84 mV，吸附MB后转变为?7.51 mV所示。在所有样品中，SM-BC7表现出最高的去除效率。吸附过程最好用Langmuir等温线描述，得出的最大吸附容量（Qmax）为133.50 mg g?1。在评估的动力学模型中，准二级动力学（PSO）模型对实验数据的拟合最好。总体而言，水蒸气活化的松木生物炭在从水溶液中去除MB方面表现出强大的吸附性能，突显了其作为染料去除吸附剂的潜力。