柚子皮磁性生物炭的制备及吸附性能研究

柚子皮磁性生物炭的制备及吸附性能研究摘要在我国应对各类环境污染的过程中，有些科学工作者对重金属污染研究取得了许多进展。众多科研工作者研究出来各种方法来处理重金属污染。因为吸附法操作方法简单，无二次污染且廉价所以备受推崇。吸附法所用吸附材料多种多样，其中生物炭因为制造廉价，原料来源广泛成为优先考虑的吸附材料。但是生物炭也具有不易回收，难再生的缺点，为了克服生物炭的缺点可对生物炭进行磁化改性，使其可回收重复利用。本文以常见水果生产废料柚子皮为碳源，经过洗净切块，烘干粉碎等前期处理后，与一定量高铁酸钾粉末混合，在真空管式炉中经300-600摄氏度高温裂解制造磁性生物炭，然后探索不同pH和温度下生物炭对铬离子的吸附效率，得出在300摄氏度，PH为2的情况下对铬离子吸附效率最高为110.81mg/g的结论，并对此磁性生物炭进行表征研究。此外为了探究生物炭改性对铬离子吸附效果的影响，用不加高铁酸钾的柚子皮制得原生物炭，作为对照组。通过实验发现磁化改性对生物炭的吸附性能影响有限。关键词：柚子皮；磁性生物炭；吸附；铬离子AbstractIntheprocessofdealingwithvariouskindsofenvironmentalpollutioninChina,somescientistshavemadealotofprogressinthestudyofheavymetalpollution.Manyresearchershavedevelopedvariousmethodstodealwithheavymetalpollution.Becausetheadsorptionmethodissimple,nosecondarypollutionandcheap,itishighlypraised.Therearemanykindsofadsorptionmaterialsusedintheadsorptionprocess,amongwhichbiocharhasbecomethepreferredadsorptionmaterialbecauseofitslowcost.However,biocharisalsodifficulttorecoverandregenerate.Inordertoovercometheshortcomingsofbiochar,itcanbemagnetizedandreused.Inaddition,inordertoexploretheeffectofbiocharmodificationontheadsorptionofchromiumion,theoriginalbiocharwaspreparedfrompomelopeelwithoutpotassiumferrateasthecontrolgroup.ItisfoundthatmagnetizationhaslittleeffectontheadsorptionpropertiesofbiocharInthispaper,grapefruitpeel,acommonfruitproductionwaste,wasusedascarbonsource.Aftercleaning,cutting,dryingandgrinding,itwasmixedwithacertainamountofpotassiumferratepowder.Inavacuumtubefurnace,itwaspyrolyzedat300-600℃toproducebiochar.Then,theadsorptionefficiencyofbiocharonchromiumatdifferentpHandtemperaturewasexplored.Theadsorptionefficiencyofbiocharonchromiumionat300℃andpH2wasobtainedThehighestis110.81mg/g,andthecharacterizationofthemagneticbiocharwasstudied.Keywords:pomelopeel,magneticbiochar,adsorption目录1.磁性生物炭综述……………………41.1铬污染的危害…………41.2铬污染的处理方法……………41.2.1生物治理………………41.2.2钝化处理………………51.2.3吸附法…………………51.2.4电动修复法……………5-61.3生物炭与重金属处理………61.3.1生物炭……………………吸附材料生物炭……………………生物炭的改性………6-生物炭的应用及发展趋势…………71.3.2磁性生物炭……………7-81.3.3磁性生物炭的制备……………………浸渍法……………液相还原法………液相沉淀法………81.4生物炭吸附率影响因素………91.4.1裂解温度…………………91.4.2吸附酸碱度………………91.4.3离子强度…………………91.4.4磁化改性………………9-102.柚子皮磁性生物炭的制备及吸附试验…………102.1制备柚子皮生物炭及磁性生物炭…………102.2吸附实验…………………10-112.3表征实验……………………123.实验结论…………133.1酸碱度的影响………………133.2裂解温度的影响……………133.3磁化改性的影响……………144.总结展望………………………15-16致谢………………17参考文献…………18-191.磁性生物炭综述1.1铬污染的危害在我国发展工业的过程中，环境污染是无法回避的问题。采矿，化工，微电子，制革等等工业活动都会产生重金属污染。重金属污染已成为我国重大污染问题之一，解决重金属污染刻不容缓。调查显示，在被污染的样本中，重金属污染占有较大比例，而其中铬污染占重金属污染的前列。重金属铬属于致癌重金属污染物，在自然环境下不易被微生物分解，毒性阈值非常低，相比于其他重金属更具有累积性，对比其它非致癌重金属污染物对人体有更大的风险。农作物的根系对铬具有较强的吸收作用，植物可将土壤中的铬吸收并存储于植物器官内。作物中积累的铬会对作物细胞膜产生损害，降低其新陈代谢，甚至产生某些毒害。铬元素通过土壤和水体进入农作物中，经过食物链进入人体。人体通过食用被污染食物长期摄入高含量铬元素，会导致多种疾病和并发症。此外铬元素在人体内不会排解，进而在人体中发生富集，并对人体内的脏器及骨骼等器官产生损害。近些年来，由重金属铬引起的污染事故频发，对我国民众带来重大危害，治理铬污染刻不容缓。1.2铬污染的处理方法1.2.1生物治理生物治理无二次污染，对土壤理化性质改变不大，是一种科学环保、安全可靠的重金属治理方法。科学工作者们发现，在繁杂的植物种类中不同植物对铬元素的吸收效率不同，有的植物对铬元素吸收效率较高，因为铬含量超标导致无法进行进入市场交易。但是这类植物对治理铬污染却是一种新思路，可以通过种植对铬元素吸收较高的植物来降低土壤中的铬含量，从而达到生物治理的效果。研究发现如李氏禾具有对铬的超积累能力。有研究者通过在低污染农田连续种植李氏禾来进行种植修复，使得该地区土壤中铬含量大大下降。按此思路，可以在铬污染地区推广铬吸收率高的作物来进行生物治理，同时也可以种植铬吸收率低的农作物或者经济作物来避免铬污染对人体的危害。当然生物治理也不仅限于植物，可吸收铬元素的某些低等动物、微生物也可用来治理铬污染。但是单一的生物治理方法会在某些方面被限制，所以科研工作者开始尝试将多种生物治理方法进行结合。比如将微生物修复技术和植物修复技术联合起来。在污染土壤中加入特定微生物，利用微生物产生的各种酶来催化促进植物对铬的吸附，增大植物修复的富集速率，来快速高效的实现富集土壤中的铬。1.2.2钝化修复铬在土壤中通过植物吸收，再通过食物链进入人体。所以对土壤进行钝化处理，使植物对土壤中的铬不吸收或者少吸收，从源头上抑制铬污染。这种方法仅仅是改变了铬元素的存在形式，但并没有去除掉铬元素，随着土壤理化性质因天气，人力施肥等等因素的改变有二次活化的风险。钝化修复指向土壤中添加化学钝化剂，通过与铬发生沉淀、同定、吸附及离子交换这些作用，有效降低土壤中铬的生物有效性，从而可以提高农作物产品的品质。如添加无机钝化剂石灰，促使土壤pH升高。土壤中铬发生固定、沉淀而降低其溶解能力和生物有效性。1.2.3吸附法吸附法是通过吸附材料表面的基团与重金属离子的结合或者酥松多孔的结构表面的吸附作用来去除水体中的重金属。吸附法操作较简单，适用场景多且吸附材料来源广泛。此外吸附法无二次污染，能耗少，所以被认为是最为有效和最有前景的水污染处理方法之一。吸附材料是吸附法能够实用化的关键因素，许多吸附材料不具有可回收的性质，且原料相比而言较为昂贵。寻找原料来源广泛，价格经济的吸附材料是水体重金属污染修复的方向之一。生物炭因为碳源来源广泛，吸附能力强被众多科研工作者关注。为了使生物炭具有可回收重复利用的性质，可对其进行磁化改性，使其具有磁响应特征，制成磁性生物炭。1.2.4电动修复电动修复技术是利用低压直流电场对环境中的铬进行迁移富集，再对富集的部分进行处理的技术。在污染土壤两端加电场，通过电渗和电迁移的物理作用，将三价铬离子迁移到阴极室或者将六家铬离子迁移到阳极室，达到富集铬盐的目的，再对富集后的土壤做集中处理就简单多了。苏凤[1]采用电动修复技术对铬污染黄土进行实验｡实验结果表明:含水率为10%的黄土电动修复效果最好，最大去除率可达到81．35%，在同等条件下，时间越长黄土的去除率越大，168h处理后去除率达到了93.54%。杜玮等［2］为解决土壤重金属－有机物复合污染去除效率低的问题，对常规电动修复方法展开研究。结果表明:电压越大，富集效率越高，对铬离子的去除越干净。逐渐增加施加电压，六价铬离子以阴离子基团向阳极迁移的趋势越明显，去除率也会随着增加，当电压升至1.0V/cm时，六价铬离子的去除率可以达到76.9%。1.3生物炭与重金属污染处理1.3.1生物炭研究现状吸附材料生物炭生物炭是一种高度芳香化，碳含量及其丰富的多孔颗粒物，是生物质在限氧或者无氧的条件下通过热解得到的多孔碳质固态物质[3]生物炭在继承原有生物质良好孔隙结构特点的基础上，具有更大的孔隙度和比表面积。且其表面富含多种含氧官能团，吸附重金属效果良好。但是生物炭具有难回收，易流失，难再生的特点，以往多采用过滤法分离生物炭，但容易引起筛网的堵塞或吸附剂的流失［4］可通过对生物炭进行磁化改性的方式使其具有磁响应特性，便于回收重复利用。改性生物炭为了使生物炭具有更优异的特性，科研工作者对生物炭进行了各种改性来避开生物炭的一些短板。具体有紫外线改性，酸碱改性，金属氧化物改性，有机物改性几大类。改性方法不同，侧重点也不同。金属氧化物改性会在生物碳表面引入特定金属氧化物颗粒，增大孔容和比表面积。紫外改性能够使生物炭表面含氧官能团和比表面积增大，酸碱改性主要是增大比表面积来提高吸附能力。有机物改性较为复杂，主要是引入各种官能团，增大吸附能力对于目标污染物的性质可以选择不同的改性方法，使改性后的生物碳对特定污染物的吸附能力大大增加，改性生物碳具有广阔的应用前景，可用于土壤，水体，空气等污染的处理。生物炭的应用及发展趋势我国在经济发展过程中，对矿产资源和农产品的需求量激增，同时粗放式管理造成了大量的环境污染，重金属污染，有机物污染问题已经成为了我国环境污染的主要问题。水体污染，土壤污染已经影响到国民的正常生活，此外二氧化碳，甲烷等温室气体引起的全球变暖问题也需要解决。近年来，生物碳在水体修复，土壤改良等方面展现出了巨大的潜在价值，为解决上述环境问题提出来了新方法新方案。土壤有机污染物主要来源于农业上的农药残留物和PAHs、工业染料废水和生活污水的排放等[5]。而生物炭在有机污染物修复方面的研究，已经取得了不少的成果。Spokas等[6]研究发现，5%的木材质生物炭施用量对土壤中除草剂乙草胺和莠去津的吸附效果显著。花莉等[7]发现，在污泥-土壤体系中输入生物质炭后，植株中的多环芳烃含量显著减少,含炭堆肥污泥处中理黑麦草的多环芳烃累积量比普通污泥处理降低了27%-34%。生物炭对有机污染物的修复主要原理是利用生物炭高孔隙度和巨大比表面积的强吸附能力[8]。Song等[9]的研究结果表明，生物炭的结构稳定、比表面积大以及丰富的多孔结构对土壤中有机污染物有很强的吸附与解吸迟滞作用，能够降低有机污染物的迁移转化和生物有效性。此外，铁氧化物磁性介质的结合也为吸附磷酸盐［10］、硒［11］、有机砷［12］等污染物提供了可能[13]。本文以农业生产和日常生活中常见的生物质废料柚子皮为原材料，在真空管式炉300-600℃下真空裂解来制备生物炭，并对其进行磁化改性，用重铬酸钾溶液来检测所制得磁性生物炭对铬的吸附效果。目前，国内外研究者对生物炭的研究方向主要为改良土壤性质，水体污染治理等领域，已经取得了很多成果。要注意的是，目前对生物碳的研究不够透彻，并没有系统的研究。生物炭的作用机理还在探索当中，没有形成广泛的共识。因此，生物炭这个研究领域还是大有可为的，目前缺乏的是系统的研究和整理，以及对生物碳作用机理深入细致的研究，建立详细的生物炭的分类标准，对不同种类的生物炭进行分类研究具有重要的科研价值。

在生物炭修复环境污染的机理研究清楚以后，生物炭的应用研究依然大有可为。生物炭的实验研究很多，但是应用类研究目前还很少，这个方向值得科研工作者们继续探索。以便于把科研成果转化为生产力，为人类治理环境污染提出新方案新方法。同时，在继续进行生物炭理论研究的同时，应加大对生物炭实用化配套技术的研究，比如如何经济高效地制造生物炭，如何储存和运输生物炭等等问题的探究都是生物炭从研究实验室走向田间地头、走向被污染的水体，走向实用化必不可少的步骤。1.3.2磁性生物炭磁性生物炭由生物炭基体和磁性介质颗粒组成。其中，生物炭作为一种常见炭质材料，强调生物质原料来源以及在农业、环境科学中的应用［14］杜文琪等以水稻谷壳为碳源制得磁性生物炭用于处理水污染，并进行了磁性生物炭再生吸附试验。万霞等以花生壳为碳源，四氧化三铁为铁源，制得磁性生物炭吸附剂，并且研究了裂解温度，酸碱度，其他离子竞争吸附等因素对磁性生物炭吸附性能的影响。Devi[15]等以造纸污泥生物炭为原材料，加入溴化十六烷基三甲基铵作为表面活性剂，将NaBH4做为还原剂，将Fe(II)还原为Fe(0)，再将零价铁负载到造纸污泥生物炭上，合成磁性生物炭复合材料，用于处理含五氯苯酚的废水。实验证明磁性生物碳兼具生物碳和零价铁的优势，不仅具有优良的吸附性而且具有磁性。1.3.3磁性生物炭的制备根据赋磁过程不同磁性生物炭制备的方法可分为浸渍法，液相还原法，液相沉淀法三大类。浸渍法将前驱体溶液与生物碳粉末混合搅拌然后进行超声震荡，使两者混合均匀。过滤干燥后。取一定量处理完毕的样品于无氧环境下高温裂解，冷却后洗涤至无色，干燥后即可得到磁性生物碳。大多数科学工作者采用浸渍法是因为其磁化改性与热解一步完成，步骤简单，且磁性颗粒与生物炭基体结合稳定。Mubarak等［16］用Fe3+溶液浸渍空果枝粉末，微波热解后得到了载四氧化三铁生物炭。Zhu等［17］将水热炭化沙柳的炭质副产物与三氯化铁溶液混合，经700摄氏度热解后得到了载γ－Fe2O3多孔炭。Su等［18］用硫酸亚铁溶液浸渍椰壳纤维，干燥后置于500-700℃下热解，得到了含有Fe（0）、Fe3O4的磁性活性炭。Zhou等［19］先后将竹炭和Fe(0)颗粒放入弱酸性的壳聚糖溶液中，搅拌后逐滴转移至弱碱性溶液中，静置、离心分离，洗涤、干燥，得到了载Fe(0)生物炭。液相还原法将制成的生物炭与亚铁盐溶液混合，利用NaBH4或者KBH4的还原性来制备零价铁／生物炭复合材料。此方法制备磁性生物炭简单廉价，具有很大的优势。Quan等［20］将经过预处理的生物炭与硫酸亚铁溶液混合搅拌，后加入乙醇，再滴加KBH4，搅拌均匀，然后离心分离，洗涤干燥，获得了载纳米Fe（0）生物炭液相沉淀法将生物炭粉末与Fe3+和Fe2+的混合溶液超声震荡，在惰性气体保护下，滴加NaOH溶液使其产生沉淀，搅拌、老化一定时间，用超纯水洗涤至无色后烘干即可得到Fe3O4/生物炭复合材料。Mohan等［21-22］、Nagermkam等［23］将生物炭与Fe２＋／Fe３＋溶液混合搅拌后，滴加NaOH直至悬浮液，在PH值＝10-11老化、洗涤、过滤、干燥，获得了载Fe3O4生物炭。Bastime等［24］用预先配制的Fe3O4悬浮液处理胡萝卜渣活性炭粉末，也获得了载Fe3O4生物炭。1.4生物炭吸附率影响因素1.4.1裂解温度研究表明生物炭的吸附量会随着热解温度的升高有显著提高，这是由于在低浓度时，生物炭表面有充足的吸附点位，能达到Cd2+占据需求，随着Cd2+浓度的增加，可利用吸附空间减小，导致吸附率逐渐降低，部分离子不能被吸附，吸附达到饱和。随着热解温度的升高，生物炭的芳香结构增加，这为金属离子提供π电子，增加了金属络合吸附的强度[25]；同时，随着热解温度的升高，生物炭表面与Cd2+发生竞争吸附的其他金属离子形成了更稳定的晶体，如Mg2P2O7、Ca3（PO4）2等[26]，这也是生物炭吸附量增加的重要原因之一。1.4.2吸附酸碱度溶液在低pH条件下，氢离子浓度较高，大部分吸附点位被氢离子占据了，从而抑制了生物炭对溶液中铬离子的吸附。当pH逐渐升高时，氢离子浓度逐渐减少，氢离子占据的结合点位减少，同时生物炭表面的负电荷增加，其他与铬离子发生竞争吸附的游离金属离子也会随之减少，因此吸附率迅速提高。1.4.3离子强度生物炭对铬离子的吸附量会随着离子度的增加而减小，这是因为离子强度越大对吸附的抑制作用越强。离子强度的增加引入了其他金属离子，这些金属离子也会在生物炭表面发生静电吸附或离子交换吸附，与铬离子在生物炭上发生竞争吸附作用，占据了部分吸附点位，造成了吸附铬离子的吸附量减小。1.4.4磁化改性首先生物炭质子化表面官能团吸附六价铬阴离子，随后被吸附的六价铬阴离子被生物炭电子供体官能团还原成三价铬阳离子，最后大部分三价铬阳离子被固定在吸附剂表面。磁性生物炭对六价铬离子也有很强的吸附能力，主要也是被磁性生物炭表面含氮官能团和含炭官能团将六价铬还原成三价铬后，通过沉淀和络合作用而去除。磁化改性会改变生物炭的结构和吸附基团，使改性磁性生物炭对铬离子的吸附量增大。2.柚子皮磁性生物炭的制备及吸附试验2.1制备柚子皮生物炭及磁性生物炭将晒干的柚子皮用水清洗除去上面的杂质，清洗干净的柚子皮放在烘箱中中60℃下干燥24h。将干燥的柚子皮用铡刀切成小块，然后用多功能粉碎机（YB-2500A）进行粉碎并过60目筛网保留颗粒尺寸小于2.5mm的粉末。称取5g处理好的柚子皮粉末于烧杯中，然后称取2g高铁酸钾加入5g柚子皮粉末中，用玻璃棒将两者搅拌均匀后用研钵对混匀后的粉末研磨5min，研磨后立即放入石英槽(3cm×6cm)中平铺均匀之后将柚子皮粉末以5℃/min的升温速率在真空管式炉中达到不同的裂解温度，然后在恒温下裂解1h。将裂解完成并冷却好的生物炭放入超纯水中洗涤1h直至无色，用布氏漏斗抽滤后放入烘箱中，在60℃下烘24h,即得到各裂解温度的磁性生物炭。磁性生物炭分别命名为MBC200、MBC300、MBC400、MBC500和MBC600。另称取5g处理好的柚子皮粉末于烧杯中，用玻璃棒将两者搅拌均匀后用研钵对混匀后的粉末研磨5min，研磨后立即放入石英槽(3cm×6cm)中平铺均匀之后将柚子皮粉末在真空管式炉中以5℃/min的升温速率达到不同的裂解温度，然后在恒温下裂解1h。将所制得生物炭放入超纯水中泡洗洗涤1h直至洗涤至无色，用布氏漏斗抽滤后放入烘箱中，在60℃下烘24h,即得到各裂解温度的生物炭。生物炭命名为PBC200、PBC300、PBC400、PBC500P、PBC600。2.2吸附实验首先探究生物炭裂解温度对六价铬的吸附性能，通过将浓度为200mg/L50mLCr6+溶液和50mg柚子皮生物炭混合到100mL烧瓶中进行吸附实验，然后以180r/min的速度在25℃恒温振荡器中振荡24h，实验结果表明300℃条件下裂解的生物炭吸附效果最好。所以为了单一变量，选择用300℃温度下裂解的生物炭探究吸附六价铬溶液的实验，先用200mg/L的六价铬溶液探究pH对吸附的影响，六价铬溶液的pH分别为2、3、4、5，吸附时间为24h。吸附后，用注射器从锥形瓶中吸取5mL悬浮液由0.45um过滤器过滤。六由UV-2700在540nm下测定六价铬的吸光度可以计算得出价铬溶液浓度，吸附在BC上的六价铬吸附量由下面公式得出：其中Qe（mg/g）为生物炭吸附六价铬溶液的吸附量;C0（mg/L）和Ce（mg/L）分别为六价铬溶液的初始溶度和平衡浓度;V（L）是六价铬溶液的体积;m（g）为BC的重量。T(℃)PBCQe(mg/g)MBCQe(mg/g)20096.3376.6530075.39104.9240026.7236.6750012.5212.2760010.3511.37表一：裂解温度对六价铬离子吸附量的影响图一：裂解温度对六价铬离子吸附量的影响pHPBCQe(mg/g)MBCQe(mg/g)274.78110.81339.6246.03410.5616.1759.9015.90表二：pH对六价铬离子吸附量的影响图二：pH对六价铬离子吸附量的影响2.3表征实验BiocharSA(m2/g)PV(cm3/g)PD(nm)PBC3000.880.002529.88MBC30035.880.024403.92表三：磁性生物炭与生物炭的比表面积及孔径分析(BET)图三：生物炭的红外光谱图图四：磁性生物炭的红外光谱图3.实验结论在裂解温度为300摄氏度制的磁性生物炭，在pH为2的情况下吸附效果最好，对铬离子的吸附量达到110.81mg/g。比起Nethaji等［27］制得的磁性活性炭在溶液pH值=2时对Cr６＋的最大单层吸附容量为57.37mg/g。相比于Wang等［28］制得的载CoFe２O４竹炭对铬离子的最大吸附容量达51.70mg/g，本实验制得磁性生物炭对铬离子的吸附量较高。3.1酸碱度的影响实验结果表明，酸碱度增加会导致生物炭和磁性生物炭对六价铬离子的吸附量减少。随着ph增大，溶液中的氢氧根浓度逐渐增加，与重铬酸根离子形成竞争性吸附，导致生物炭和磁性生物炭对六价铬离子的吸附量减小。3.2裂解温度影响随着裂解温度的升高，生物炭对六价铬离子的吸附量逐渐下降，磁性生物炭对六价铬离子的吸附量在300摄氏度达到高点之后缓慢下降，渐渐与生物炭曲线重合。可以看出随着裂解温度的提高，生物炭表面的活性基团不断减少，对六价铬离子的吸附量下降，说明生物炭对六价铬离子的吸附主要是官能团的化学作用。此外，磁化改性不会对生物炭的吸附性能造成大的影响，在特定温度下反而会有所增强。当裂解温度达到500摄氏度以上时两者对六价铬离子的吸附量降低到同一水平。3.3磁化改性影响从实验结果来看，磁化改性并不会减小生物炭的吸附能力，反而略微增加了。磁化改性的过程并没有减少生物炭的活性基团，反而使活性基团增加了，这点可以从红外光谱图中看出，两者的红外光谱结果相差不大。此外从表征实验结果来看，经过磁化改性，磁性生物炭的比表面积由0.88m2/g变成了35.88m2/g、比体积由0.00252cm3/g增大到0.02440cm3/g，相比于生物炭都增大了，孔径由9.88nm减小到3.92nm，证明磁化改性会使生物炭更加酥松多孔，吸附量增大。3.4未来可能的探究方向为了控制单一变量，本实验对活性炭的投加量统一设定为50g。查阅文献可知由谢超然[29]等人研究发现生物炭吸附率随投加量的升高逐渐增大，但生物炭吸附容量逐渐下降。所以生物炭的投加量需要控制在一定范围内，从而节省吸附材料达到经济与效果的平衡。对于生物炭的研究，目前还是初级阶段，对于实际应用来说还有很大的探索空间。比起实验室完全可控的条件，实际的情况更加复杂多变，所以要考虑的因素更多，需要更多的实验来论证。关于生物炭的改性有很多方法，目前只是单一方法的应用，是否可以尝试进行多种改性的对比，然后对生物炭的某一性状进行强化，多种改性方法并用，进行材料的复合改性。比如可以尝试紫外线改性与金属氧化物改性并用，不仅使生物炭具有磁化响应特性，而且具有更大的比表面积，从而达到增强吸附能力的作用。也可以有机物改性与磁化改性并用，增加生物炭表面的官能团来增强吸附能力。本文只研究了生物炭和磁性生物炭对六价铬离子的吸附效果，但是实际应用中，被污染废水往往不止含有六价铬离子，还含有其他重金属离子及有机物，这些其他离子会不会对六价铬离子的吸附形成位点竞争还有待研究。总之本实验探究的影响因素有限，离实用化，商业化还有很长的路要走。4.总结展望磁性生物炭在重金属污染物治理中的研究仍处于起始阶段。虽然科学工作者的研究结果表明磁性生物炭对重金属具有良好的吸附效果，但未能真正完成实用化和工业化。目前依然面临很多挑战：（１）磁性生物炭制备工艺复杂昂贵，应寻求更加廉价、高效的制备工艺;（2）对溶液的温度，pH值等条件依赖过大，还有多种吸附质共存可能引起的竞争效应，限制了磁性生物炭的实际应用;（3）考虑节约成本和环境保护因素，对吸附后的“饱和炭”进行杂质洗脱以重复利用是很有必要的，但有关磁性生物炭洗脱工艺的报道目前还是不全面。磁性生物炭未来的发展方向应该是精简制备流程，提高制备效率，使制备工艺更加简单高效，同时寻找来源稳定且廉价的原材料。对吸附机理更加深入，使磁性生物炭摆脱对温度和pH的依赖，拓展其使用场景，真正成为可实用化的重金属治理方案。此外，磁性生物炭材料目前大多数仅被用于污染物的液相吸附与降解，还未能充分发挥其应用潜力，在生物医药、催化剂等领域中的应用还有待科学工作者进一步的研究。 致谢本论文设计在黎吉辉老师的悉心指导和严格要求下业已完成，从课题选取到具体的写作过程，论文初稿与定稿无不凝聚着黎老师的心血和汗水，在我的毕业设计期间，黎老师为我带给了种种专业知识上的指导和一些富于创造性的推荐，黎老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度使我深受感动，没有这样的帮忙和关怀和熏陶，我不会这么顺利的完成毕业设计。在此向黎吉辉老师表示深深的感谢和崇高的敬意!我还要感谢卞思瑶师姐和尹志兵师兄在毕业设计的这段时间里，你们给了我很多的启发，提出了很多宝贵的意见，对于你们帮忙和支持，在此我表示深深地感谢

在临近毕业之际，我还要借此机会向在这三年中给予我诸多教诲和帮忙的各位老师表示由衷的谢意，感谢他们三年来的辛勤栽培。不积跬步何以至千里，各位任课老师认真负责，在他们的悉心帮忙和支持下，我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现，顺利完成毕业论文。

同时，在论文写作过程中，我还参考了有关的书籍和论文，在那里一并向有关的作者表示谢意。

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