付瑋康,郭筱潔,潘孟濤,宋聚滟,奚柏君
(1.紹興文理學院 紡織服裝學院,浙江 紹興 312000;2.杭州電子科技大學 材料與環(huán)境工程學院,浙江 杭州 310000)
柳絮主要由少量的柳籽和蓬松的柳絮纖維組成。由于柳絮纖維為短絨狀,易聚集成團,對環(huán)境有一定污染,通常被當作廢棄物處理。柳絮纖維是優(yōu)質(zhì)的生物質(zhì)資源,其微觀形貌為中空管狀結(jié)構(gòu),有較高的中空度,適合制備生物質(zhì)炭。生物質(zhì)炭是將生物質(zhì)材料在少氧和相對低溫的條件下,通過快速熱解炭化制備的一種富炭材料[1-2],其具有比表面積巨大、微孔結(jié)構(gòu)均勻分布以及含有眾多的含氧官能團等優(yōu)良特性[3]。相較于活性炭,實驗室制備的生物質(zhì)炭的微孔結(jié)構(gòu)、比表面積以及吸附能力等特性還需要進一步提升,這也是目前生物質(zhì)炭領(lǐng)域的主要研究方向之一。
我國當前的水污染問題十分嚴峻,紡織印染廢水的排放量占全國工業(yè)廢水的11%左右,年排放總量達20億~23億t,居全國工業(yè)排污前十[4]。其中,印染廢水中的重金屬是造成水質(zhì)破壞的主要因素之一[5]。酸性媒染染料常用的媒染劑重鉻酸鹽中包含了六價鉻離子Cr(VI),具有很強的遷移性和環(huán)境危害性[6]。Yang等[7]用濃度較低的 HNO3對生物質(zhì)炭進行活化處理,從而增加其含氧官能團,制備方法為首先利用可控速率的硝化反應(yīng),將 NO2+接枝到生物質(zhì)炭上,然后使用 Na2S2O4快速還原。此方法制備的生物質(zhì)炭對Cu(Ⅱ)吸附量相較于未改性前提高了8倍,顯著提高了生物質(zhì)炭對 Cu(Ⅱ)的吸附能力。林燁等[8]以柳絮作為炭的前驅(qū)體,制備了多孔氮摻雜生物質(zhì)炭材料,其制備方法簡單高效,將柳絮炭前驅(qū)體用KOH活化后直接在氨氣氛圍中高溫炭化,所制備的產(chǎn)物氮摻雜程度高且具有大量的微孔結(jié)構(gòu),經(jīng)測試其質(zhì)量比電容得到一定提升,充放電的循環(huán)穩(wěn)定性表現(xiàn)極好。呂愛超等[9]利用二步法非均相反應(yīng),以楊絮纖維為基材制備偕胺肟基楊絮纖維素,將其用于吸附水體中的重金屬Cr(VI),在一定條件下最大吸附量達到70.6 mg/g,吸附過程符合Langmuir吸附模型,這說明改性楊絮纖維素對Cr(VI)的吸附主要為單分子層吸附。溫嘉偉等[10]以棕櫚樹纖維為原料制備KOH 活化生物質(zhì)炭,對 Pb(Ⅱ)的最大吸附容量達到110.89 mg/g。
本文利用限氧裂解法對柳絮纖維進行炭化活化處理,制備柳絮纖維生物質(zhì)炭作為吸附劑,研究其對重金屬Cr(VI)的吸附動力學和等溫吸附特征,并對吸附機制進行探討,以期為以柳絮纖維作為吸附劑凈化印染廢水中的重金屬Cr(VI)提供理論參考,同時為柳絮纖維的應(yīng)用提供新的思路和方法。
柳絮纖維(采集于周邊環(huán)境,去離子水洗滌,80 ℃真空干燥);HCl、H2SO4、丙酮,杭州雙林化工試劑有限公司;H3PO4,浙江中星化工試劑有限公司;NaOH、KOH,西隴科學股份有限公司;K2Cr2O7,上海展云化工有限公司;二苯氨基脲,阿拉丁化學試劑有限公司。
1.2.1 柳絮纖維的炭化處理
將洗凈后的柳絮纖維放入石英舟中,置于BTF-1400C-Ⅱ型雙溫區(qū)真空管式氣氛爐(安徽貝意克設(shè)備有限公司)中進行炭化,全程保持N2環(huán)境。炭化溫度分別設(shè)置為350、400、450、500、550、600 ℃,升溫速率為5 ℃/min,到達設(shè)置溫度后保溫2 h,之后待樣品降到室溫后取出研磨,初步獲得較小的柳絮纖維生物質(zhì)炭微粒。
1.2.2 碘吸附性能測試
碘吸附值一般用來表征炭材料的微孔結(jié)構(gòu)發(fā)達程度,通常碘吸附值越高則說明炭材料對小分子雜質(zhì)的吸附能力越強。本文碘吸附測試按照GB/T 7702.7—2008《煤質(zhì)顆粒活性炭試驗方法碘吸附值的測定》,通過測定不同溫度下制備的柳絮纖維生物質(zhì)炭的碘吸附值,選取碘吸附值最佳的柳絮纖維生物質(zhì)炭進行后續(xù)活化處理。
1.2.3 柳絮纖維生物質(zhì)炭的活化處理
按照堿炭質(zhì)量比為1∶1稱取生物質(zhì)炭微粒與活化劑(KOH或NaOH),然后加入一定量去離子水使活化劑浸沒生物質(zhì)炭,靜置5 min。隨后置于100 ℃的DZF-6020型真空烘箱(上海齊欣科學儀器有限公司)中烘干,再放入雙溫區(qū)真空管式氣氛爐中活化,全程保持N2環(huán)境,以5 ℃/min的速率升溫至 700 ℃,并保溫1 h。最后,自然冷卻至室溫后,經(jīng)去離子水沖洗、過濾后于100 ℃真空烘箱中干燥 2 h,待冷卻即制得柳絮纖維生物質(zhì)炭。KOH活化的柳絮纖維生物質(zhì)炭記為CBK,NaOH活化的柳絮纖維生物質(zhì)炭記為CBN。
通過JSM-6360LV型掃描電子顯微鏡(日本電子株式會社)觀察樣品的表面形貌,測試前對樣品進行噴金處理。
利用 Empyrean 型X射線衍射儀(馬爾文帕納科有限公司)檢測樣品的晶體結(jié)構(gòu)。測試條件為:管電壓 40 kV,管電流 200 mA,掃描速度5(°)/min,步寬 0.02°,掃描范圍10°~70°。
借助IRPrestige-21型傅里葉變換紅外光譜儀(日本島津株式會社)分析2種活化劑對生物質(zhì)炭表面基團的影響,掃描范圍為4 000~500 cm-1。
采用Gemini VII 2390型比表面積和孔隙度分析儀(麥克默瑞提克上海儀器有限公司)測定2種生物質(zhì)炭的比表面積和總孔體積,對比分析活化劑對其結(jié)構(gòu)的影響。
稱取一定量K2Cr2O7配制質(zhì)量濃度為1 000 mg/L的Cr(VI)溶液模擬染料廢液,后續(xù)實驗以此溶液為標準溶液,按需稀釋后進行吸附實驗。配制0.1 mol/L的稀HCl和NaOH 溶液用于調(diào)節(jié)模擬Cr(VI)廢水的 pH值。
采用SP-756P型紫外-可見分光光度計(上海光譜儀有限公司)測定殘留清液Cr(VI)濃度,按下式計算生物質(zhì)炭對Cr(VI)的吸附量Qe和去除率R。
Qe=(C0-Ce)V/m
R=(C0-Ce)/C0×100%
式中:Qe為平衡時吸附量,mg/g;R為去除率,%;C0為初始溶液中重金屬離子質(zhì)量濃度,mg/L;Ce為平衡時殘留清液的重金屬離子質(zhì)量濃度,mg/L;V為溶液體積,L;m為生物質(zhì)炭的質(zhì)量,g。
1.4.1 pH值對吸附的影響
在100 mL反應(yīng)瓶中配制質(zhì)量濃度為 50 mg/L的Cr(VI)溶液,用HCl和 NaOH 溶液調(diào)節(jié)模擬Cr(VI)染料廢液的 pH值(分別為1、1.5、2、2.5、3、4、5、6、7、8、9,誤差為±0.05),隨后向每個反應(yīng)瓶中分別投入50 mg柳絮纖維生物質(zhì)炭,塞上瓶塞;設(shè)置搖床溫度為30 ℃,轉(zhuǎn)速為200 r/min,振蕩時間為 8 h,過濾后測定模擬染料廢液的吸光度。
1.4.2 吸附劑用量對吸附的影響
在100 mL反應(yīng)瓶中配制質(zhì)量濃度為 50 mg/L的Cr(VI)溶液,調(diào)節(jié)至最佳pH值吸附環(huán)境,隨后向每個反應(yīng)瓶中分別投入10、20、30、40、50、60、70、80、90、110、130 mg柳絮纖維生物質(zhì)炭,塞上瓶塞;設(shè)置搖床溫度為30 ℃,轉(zhuǎn)速為200 r/min,振蕩時間8 h,過濾后測定模擬染料廢液的吸光度。
1.4.3 動力學吸附模型
在250 mL反應(yīng)瓶中配制質(zhì)量濃度為 50 mg/L的Cr(VI)溶液,調(diào)節(jié)pH值至2,溫度設(shè)為 30 ℃。投入 125 mg柳絮纖維生物質(zhì)炭于各反應(yīng)瓶中,振蕩時間為0~600 min,定時取樣,測定吸附后的模擬染料廢液的吸光度。
為研究吸附過程的吸附速率、接觸時間對CBK、CBN吸附Cr(VI)的影響,采用準一級動力學和準二級動力學模型對實驗結(jié)果進行擬合。
準一級動力學方程為
ln(Qe-Qt)=lnQe-K1t
準二級動力學方程為
式中:Qe和Qt分別為吸附平衡及吸附t時的吸附量,mg/g;K1為準一級動力學模型吸附速率常數(shù),min-1;K2為準二級動力學模型吸附速率常數(shù),g/(mg·min);t為吸附時間,min。
1.4.4 等溫吸附模型
在100 mL反應(yīng)瓶中配制質(zhì)量濃度分別為20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、130、150 mg/L的Cr(VI)溶液,調(diào)節(jié)pH值至2,溫度設(shè)為30 ℃。稱取 50 mg柳絮生物質(zhì)炭于各反應(yīng)瓶中,振蕩時間為8 h,測定吸附后的模擬染料廢液的吸光度。
Langmuir和Freundlich等溫吸附模型通常被用來描述炭化材料、土壤及其礦物組分對重金屬離子的吸附作用,因此,采用這2個模型對吸附數(shù)據(jù)進行擬合。
Langmuir方程:Qe=QmKLCe/(1+KLCe)
式中:Qm為最大吸附量,mg/g;KL為Langmuir吸附常數(shù),L/mg;KF為Freundlich吸附常數(shù),(mg1-1/n·L1/n)/g;n為Freundlich吸附等溫模型的經(jīng)驗常數(shù)。
1.4.5 溫度對吸附的影響
采用1.4.4節(jié)實驗方法,分別設(shè)置搖床溫度為20、30、40 ℃,進一步探究不同溫度下柳絮纖維生物質(zhì)炭對Cr(VI)的吸附情況并計算其相關(guān)熱力學參數(shù)。
傳統(tǒng)的熱力學參數(shù)有吉布斯自由能(ΔG0)、焓變(ΔH0)和熵變(ΔS0),這些參數(shù)可確定吸附反應(yīng)的可行性以及吸附過程的吸放熱,可由范霍夫等溫方程計算得出,方程表示如下:
K=(C0-Ce)V/Cem
ΔG0=-RTlnK0
lnK0=ΔS0/R-ΔH0/(RT)
式中:K為熱力學吸附值,L/mg;V為吸附質(zhì)的體積,mL;R為熱力學常數(shù),8.314 J/(mol·K);T為溫度,℃;K0為熱力學吸附平衡常數(shù)。
2.1.1 不同溫度制備炭材料的碘吸附性能
不同溫度下制備的柳絮纖維生物質(zhì)炭的碘吸附值測定結(jié)果如圖1所示。由圖可知,在350~600 ℃范圍內(nèi),隨著炭化溫度的升高,柳絮纖維生物質(zhì)炭的碘吸附值呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,其中炭化溫度為 500 ℃ 時,柳絮纖維生物質(zhì)炭達到最大碘吸附值 709.92 mg/g。當炭化溫度小于500 ℃時,碘吸附值上升可能是由于炭化溫度較低,部分樣品炭化未完全;炭化溫度超過500 ℃后,碘吸附值下降可能是因為隨著裂解溫度升高導致生物質(zhì)炭的有機碳組分減少。綜上,本文選取500 ℃條件下制備的柳絮纖維生物質(zhì)炭進行后續(xù)活化處理以及Cr(Ⅵ)的吸附性能研究。
圖1 不同溫度下制備的生物質(zhì)炭碘吸附值
2.1.2 生物質(zhì)炭化學結(jié)構(gòu)分析
圖2 柳絮纖維生物質(zhì)炭的紅外光譜
2.1.3 結(jié)晶結(jié)構(gòu)分析
圖3示出2種活化的柳絮纖維生物質(zhì)炭的XRD圖??芍珻BK和CBN的結(jié)晶程度較低,在2θ為24°附近二者都出現(xiàn)了明顯的饅頭峰,2θ為43°附近峰型平緩,峰強較低,這2處分別對應(yīng)石墨結(jié)構(gòu)的(002)和(100)晶面,表明二者都為典型的部分石墨化的無定型碳。CBK峰強明顯高于CBN,說明采用KOH活化的柳絮生物質(zhì)炭的石墨化程度更高。
圖3 柳絮纖維生物質(zhì)炭的XRD圖
2.1.4 表面形貌分析
2種活化的柳絮纖維生物質(zhì)炭的掃描電子顯微鏡照片如圖4所示。
圖4 柳絮纖維生物質(zhì)炭的掃描電子顯微鏡照片
由圖4可以看出,在微觀層面上,CBK和CBN均保留了柳絮纖維的中空管狀結(jié)構(gòu),且表面都出現(xiàn)了細密的裂紋和部分孔隙。對比圖4(b)、(d)可以明顯看出,CBK的表面侵蝕程度更高,表面溝壑狀裂紋更為明顯,且有分散的鞘狀凸起。由圖4(a)、(c)可知,CBK的碎片化程度相較于CBN更高。綜上表明,KOH活化的柳絮纖維生物質(zhì)炭可能擁有更大的比表面積。
2.1.5 比表面積和總孔體積及平均孔徑分析
比表面積、總孔體積和平均孔徑是分析生物質(zhì)炭吸附性能的重要指標之一[12],在吸附過程中,比表面積對最高吸附量有較大影響,孔體積和孔徑直接影響吸附效率,其中微孔對污染物因子起主要的吸附作用。
CBK、CBN的BET比表面積測試數(shù)據(jù)見表1。可知:CBK的比表面積(211.90 m2/g)約為CBN(74.4 m2/g)的2.85倍,總孔體積(0.13 cm3/g)約為CBN(0.11 cm3/g)的1.18倍;值得注意的是,CBK的平均孔徑(2.47 nm)僅為CBN的40.5%,這說明CBK的孔隙結(jié)構(gòu)呈微孔化。綜合上述數(shù)據(jù)可以得出,相較于NaOH活化,利用KOH作為活化劑對柳絮纖維進行活化改性,可能對其吸附性能有一定程度提升。
表1 柳絮纖維生物質(zhì)炭的比表面積測試結(jié)果
2.2.1 pH值對吸附Cr(Ⅵ)的影響
體系的pH值會影響Cr(VI)在溶液中的形態(tài)[13],同時,pH值也會通過影響生物質(zhì)炭的表面電荷和官能團形態(tài),進一步影響吸附效率和吸附效果[14]。溶液pH值對吸附Cr(VI)的影響如圖5所示。可知,2種生物質(zhì)炭對Cr(VI)的去除率整體趨勢一致,即隨著pH值的升高,2種生物質(zhì)炭對Cr(VI)的去除率都顯著下降。Cr(VI)在溶液中通常有HCrO4-、CrO42-、Cr2O72-這3種形態(tài),當pH值小于2時,Cr(VI)以Cr2O72-為主;pH值在3.0~4.0時,Cr(VI)主要以Cr2O72-、HCrO4-形態(tài)存在;在pH值大于7時,Cr(VI)以CrO42-為主[15]。強酸性環(huán)境中的H+會增加生物質(zhì)炭表面的質(zhì)子化吸附位點,并促進 Cr(VI)氧化還原為Cr(Ⅲ),同時在相同的靜電吸附力作用下,Cr2O72-所含Cr(VI)是其他形態(tài)的2倍,占用吸附位點更少,所以生物質(zhì)炭在強酸性環(huán)境對 Cr(VI)有更高的吸附效率。當溶液pH值小于2時,Cr(VI)去除率出現(xiàn)明顯平臺,這說明較強的酸性環(huán)境有利于生物質(zhì)炭對Cr(VI)的吸附。當pH值為2時,CBK(95.22%)對Cr(VI)的去除率遠高于CBN(50.21%),其原因可能是受比表面積的直接影響。
圖5 pH值對吸附Cr(VI)的影響
2.2.2 吸附劑用量對吸附Cr(VI)的影響
生物質(zhì)炭用量對吸附Cr(VI)的影響如圖6所示。對比CBK、CBN的Cr(VI)去除率曲線可以看出,Cr(VI)去除率與生物質(zhì)炭用量表現(xiàn)出一定程度的正相關(guān),這可能是由于生物質(zhì)炭用量的增多,使得更多的Cr(VI)包圍在生物質(zhì)炭周圍從而使吸附更充分。隨著CBK投入量的增多,Cr(VI)的去除率迅速增加,投入量為50 mg后出現(xiàn)吸附平臺,基本達到吸附平衡,這可能與生物質(zhì)炭結(jié)合點位之間的靜電感應(yīng)和排斥作用有關(guān),此時Cr(VI)去除率達到96.51%。綜上所述,在100 mL的50 mg/L的Cr(VI)溶液中加入CBK的最佳用量為50 mg。CBN對Cr(VI)的去除率則增長較為平緩,吸附效率較低,這直接說明CBK對Cr(VI)吸附性能顯著強于CBN。
圖6 生物質(zhì)炭用量對吸附Cr(VI)的影響
2.2.3 吸附動力學模型
CBK、CBN對Cr(VI)的吸附動力學曲線如圖7所示。2種模型的擬合常數(shù)見表2。由圖7可以看出,隨著吸附時間的增加,生物質(zhì)炭對Cr(VI)的吸附量呈正相關(guān)增長。當吸附時間小于100 min時,2種生物質(zhì)炭的吸附量快速上升,之后增長趨于平緩,480 min后吸附反應(yīng)基本達到平衡。
圖7 吸附動力學模型
由表2可知,CBK、CBN的準二級動力學模型的擬合方差系數(shù)R2均明顯高于準一級動力學模型。在準二級動力學模型擬合中,CBK、CBN的理論吸附量(82.6、47.16 mg/g)和實際吸附量(82.35、48.34 mg/g)非常接近,因此推測,柳絮生物質(zhì)炭對Cr(VI)的吸附符合準二級動力學模型,吸附作用主要為Cr(VI)與柳絮生物質(zhì)炭中活性基團之間的化學相互作用。
2.2.4 吸附等溫線模型
CBK、CBN對Cr(VI)的吸附熱力學曲線如圖8所示,擬合數(shù)據(jù)見表3。從圖8可以看出,CBK的2種模型其擬合曲線的初始斜率都明顯大于CBN,這意味著吸附初期CBK的吸附效率更高。由表3可知,2種樣品的Freundlich模型擬合相關(guān)系數(shù)R2均遠高于Langmuir模型,這表明吸附過程主要為多分子層吸附[16]。在Freundlich模型中,CBK、CBN柳絮纖維生物質(zhì)炭對Cr(VI)溶液的經(jīng)驗常數(shù)n分別為6.82、6.22。通常認為經(jīng)驗常數(shù)n與材料的吸附性能呈正相關(guān),吸附性能越強,吸附過程越易進行,這表明2種生物質(zhì)炭都較易吸附Cr(VI)。
圖8 吸附等溫線模型
Langmuir模型通常認為吸附過程為單層吸附,被吸附的分子或原子之間不存在相互作用,KL值介于0~1時表明反應(yīng)易于進行。從表3可知,盡管擬合方差系數(shù)不理想,但是CBK、CBN柳絮纖維生物質(zhì)炭的KL值均小于1,這也從側(cè)面證明柳絮纖維生物質(zhì)炭可對Cr(VI)進行吸附。
表3 熱力學擬合常數(shù)
2.2.5 溫度對吸附Cr(VI)的影響
圖9示出溫度對吸附Cr(VI)的影響。可知,對于2種柳絮纖維生物質(zhì)炭CBK、CBN來說,隨著溫度的升高,其對Cr(VI)的吸附量均增加,這說明增加溫度顯著有利于吸附劑對Cr(VI)的吸附。在Cr(VI)質(zhì)量濃度為 50 mg/L,溫度為20、30、40 ℃條件下,CBK對Cr(VI)的吸附量分別達到74.77、79.32、87.26 mg/g,CBN對Cr(VI)的吸附量分別為42.21、49.70、57.37 mg/g,升高溫度促進了柳絮纖維生物質(zhì)炭對Cr(VI)的吸附,說明吸附過程可能伴隨著熱交換。而且,在Cr(VI)質(zhì)量濃度為110 mg/L,溫度為 40 ℃ 的條件下,CBK對Cr(VI)吸附量高達 124.23 mg/g。在相同初始質(zhì)量濃度下,溫度升高吸附量隨之增加,可能是因為隨著溫度的升高,柳絮生物質(zhì)炭表面可利用的活性位點增多,同時伴隨著Cr(VI)的擴散速率變大[17]。此外,溫度的升高還會降低吸附質(zhì)溶液的黏性,增加Cr(VI)穿過邊界層和吸附劑孔內(nèi)部的擴散速率,從而使吸附量增加[18]。
根據(jù)上述分析可以得到,CBK和CBN在溫度變化的情況下吸附反應(yīng)趨勢基本一致這一結(jié)論,因此,后續(xù)以CBK為代表對吸附熱力學參數(shù)進行探究。通過繪制lnK與Ce的關(guān)系曲線(見圖10(a)),并求得Ce值為0時的lnK值為lnK0。以1/T為橫坐標,lnK0為縱坐標作圖,通過直線擬合(見圖10(b)),求得斜率ΔH0和截距ΔS0[19]。
圖10 Cr(VI)在CBK上的吸附熱力學擬合曲線
CBK的吸附熱力學數(shù)據(jù)如表4所示。吉布斯自由能(ΔG0)的變化通常體現(xiàn)了吸附反應(yīng)的親和力以及反應(yīng)動力??梢钥闯觯0為負值,且隨著溫度升高該值逐漸降低。這說明CBK對Cr(VI)的吸附過程是一個自發(fā)的反應(yīng)過程,且升高溫度會促進反應(yīng)的進行,這表明 CBK能較好地吸附 Cr(VI)。此外,ΔH0為正值,說明該吸附反應(yīng)過程是吸熱反應(yīng);且ΔS0為正值也說明CBK對Cr(VI)有良好的親和力,說明吸附反應(yīng)是一個熵增加過程,反應(yīng)增加了分子間的無序性[20]。
表4 CBK吸附Cr(VI)的熱力學參數(shù)
本文通過限氧裂解法制備了柳絮纖維生物質(zhì)炭,將其作為吸附劑對模擬染料廢液中的重金屬Cr(Ⅵ)進行吸附實驗,得到如下主要結(jié)論。
1)在炭化溫度為500 ℃,堿炭比為1∶1,700 ℃下KOH活化制備的CBK石墨化程度更高,其比表面積達到211.90 m2/g,平均孔徑僅為2.47 nm,表面孔隙較多,為吸附Cr(VI)提供了大量的吸附位點。
2)柳絮纖維生物質(zhì)炭對Cr(VI)的最佳吸附條件為:吸附pH值小于2.0,吸附平衡時間為480 min,100 mL的50 mg/L Cr(VI)溶液中加入CBK的最佳用量為50 mg,在該條件下其對Cr(VI)的去除率達到96.51%。
3)CBK、CBN吸附Cr(VI)的過程符合準二級動力學模型,表明吸附過程還伴隨著表面活性基團對Cr(VI)的化學吸附,其理論最大吸附量CBK為CBN的1.75倍。CBK、CBN對Cr(VI)的吸附符合Freundlich模型,該吸附過程主要為多分子層吸附,且Freundlich經(jīng)驗常數(shù)均大于6,說明2種柳絮纖維生物質(zhì)炭對Cr(VI)都有較好的吸附性能。
4)CBK、CBN在20、30、40 ℃條件下的吸附趨勢表現(xiàn)一致,且吸附反應(yīng)是自發(fā)進行的,反應(yīng)過程為吸熱反應(yīng)。隨著吸附環(huán)境溫度升高,生物質(zhì)炭表面的活性位點增多,同時伴隨著Cr(VI)的擴散速率變大,2種作用相互疊加顯著增大了柳絮纖維生物質(zhì)炭對Cr(VI)的吸附量。