A novel magnetic sludge biochar was prepared by making full use of internal iron in sludge combining KMnO4–NaOH modification to enhance the adsorption of Pb (Ⅱ), Cu (Ⅱ) and Cd (Ⅱ)

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作者
Zhiliang Cui,Guoren Xu,Banu Örmeci,Jiayin Hao
出处
期刊:Environmental Research [Elsevier BV]
卷期号:236: 116470-116470 被引量:2
标识
DOI:10.1016/j.envres.2023.116470
摘要

This study synthesized novel magnetic biochar (PCMN600) by KMnO4–NaOH combined modification using iron-containing pharmaceutical sludge to remove toxic metals from wastewater effectively. Various characterization experiments of engineered biochar showed that the modification process introduced ultrafine MnOx particles on the carbon surface and resulted in higher BET surface area and porosity along with more oxygen-containing surface functional groups. Batch adsorption studies indicated that the maximum adsorption capacities of PCMN600 for Pb2+, Cu2+ and Cd2+ were 181.82 mg/g, 30.03 mg/g and 27.47 mg/g, respectively, at a temperature of 25 °C and pH of 5.0, which were much higher than that of pristine biochar (26.46 mg/g, 6.56 mg/g and 6.40 mg/g). The adsorption datums of three toxic metal ions fitted well to the pseudo-second-order model and Langmuir isotherm, and the sorption mechanisms were identified as electrostatic attraction, ion exchange, surface complexation, cation-π interaction and precipitation. The strong magnetic properties of the engineered biochar endowed the adsorbent with remarkable reusability, and after five cycles of recycling, PCMN600 still retained nearly 80% of its initial adsorption capacities.

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