竹 濤,韓一偉,張 星,高子竣,劉亞濤,劉海兵
(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)大氣環(huán)境管理與污染控制研究所,北京100083;2.生態(tài)環(huán)境部固體廢物與化學(xué)品管理技術(shù)中心,北京100029)
汞是一種具有揮發(fā)性、遷移性、生物富集性以及三致效應(yīng)(致癌、致畸、致突變)的劇毒物質(zhì),其可以通過多種傳輸途徑在大氣、水體、土壤等環(huán)境介質(zhì)中擴(kuò)散、遷移、累積,對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生多重環(huán)境效應(yīng),嚴(yán)重危害人體健康和人類生存空間[1-3]。煙氣汞排放形式分為單質(zhì)汞(Hg0)、氧化汞(Hg2+)和顆粒汞(Hgp)。由于Hg2+可溶于水且易被細(xì)顆粒物吸附,利用濕法脫硫、除塵等煙氣凈化裝置可以實(shí)現(xiàn)Hg2+和Hgp協(xié)同控制。然而Hg0不溶于水且易揮發(fā),難以捕集脫除,可見控制Hg0是實(shí)現(xiàn)煙氣汞減排的重點(diǎn)與關(guān)鍵[4-8]。目前,治理煙氣汞主要使用吸附法,通過噴入固體吸附劑對(duì)汞捕集達(dá)到脫汞目的,其具有工藝簡(jiǎn)單、操作方便、凈化效率高等優(yōu)點(diǎn)[9-10]。常用的吸附劑有活性炭、改性膨潤(rùn)土和蛭石等,其中活性炭應(yīng)用最為廣泛,但活性炭在實(shí)際應(yīng)用中用量大、成本高,且噴入大量活性炭容易導(dǎo)致煙氣中飛灰含碳量增加,因此研發(fā)新型廉價(jià)高效的煙氣汞吸附劑具有重要意義[11-13]。
秸稈、稻殼等生物質(zhì)作為可再生的低碳能源具有來源豐富、價(jià)格低廉等特點(diǎn),將其用于制備生物質(zhì)炭可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)林廢棄物資源化利用的目標(biāo)。研究表明生物質(zhì)炭由于比表面積大、孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、熱穩(wěn)定性強(qiáng)而表現(xiàn)出優(yōu)良的吸附性能,其表面含有的多種官能團(tuán)直接影響吸附性能,通過對(duì)其表面改性處理可以調(diào)控官能團(tuán)的種類和數(shù)量,從而提高生物質(zhì)炭的吸附性能[14-15]。大量研究證明負(fù)載銀離子和鹵素碘均能顯著提升生物質(zhì)炭對(duì)Hg0的吸附性能[16-19]。LI et al[20]研究發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)炭表面的含氧官能團(tuán)直接影響Hg0吸附性能,經(jīng)HNO3改性處理后的生物質(zhì)炭表面含氧官能團(tuán)數(shù)量大幅增加,Hg0吸附容量相應(yīng)得以提升。施雪等[21]選取花生殼、玉米桿和毛豆桿等原料并以ZnCl2作為活化劑制備生物質(zhì)炭,結(jié)果表明毛豆桿活性炭對(duì)模擬煙氣汞吸附效果最佳,對(duì)汞4h吸附量達(dá)到0.015mg,穿透率為5.30%。譚增強(qiáng)等[22]采用KI改性竹生物質(zhì)炭,發(fā)現(xiàn)其表面官能團(tuán)的種類和數(shù)量發(fā)生較大改變,且高溫下汞吸附趨勢(shì)更加穩(wěn)定,化學(xué)吸附能力增強(qiáng)并占據(jù)主導(dǎo)地位。
本研究采用水稻秸稈為原料制備生物質(zhì)炭,利用AgNO3、KI對(duì)生物質(zhì)炭進(jìn)行改性處理并考察Hg0吸附性能,探究反應(yīng)溫度、載氣流量和生物質(zhì)炭用量對(duì)Hg0吸附性能的影響,以此得出生物質(zhì)炭吸附Hg0的最佳工況條件;通過動(dòng)力學(xué)研究分析生物質(zhì)炭對(duì)Hg0的吸附機(jī)理,從而為生物質(zhì)炭吸附煙氣汞的工業(yè)化應(yīng)用提供借鑒與參考。
試驗(yàn)所需藥品主要包括磷酸(H3PO4,AR)、碘(I2,AR)、亞甲藍(lán)(C16H18ClN3S,HGB3394-60)、硝酸銀(AgNO3,AR)、碘化鉀(KI,AR).試驗(yàn)所用水稻秸稈取自江蘇某農(nóng)場(chǎng),其工業(yè)分析與元素分析結(jié)果如表1所示,可以看出水稻秸稈原料中的灰分與揮發(fā)分含量較高。
表1 水稻秸稈的工業(yè)分析與元素分析Table 1 Proximate and ultimate analyses of rice straw
生物質(zhì)炭制備步驟如下:稱取50.0g水稻秸稈,用去離子水洗凈,置于80℃烘箱中干燥4h,剪切成型至5.0~10.0mm顆粒狀;配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%的 H3PO4溶液,按照水稻秸稈質(zhì)量(g)與H3PO4溶液體積(mL)比為1∶3的量混合均勻,浸漬6h,再經(jīng)80℃干燥4h后置于馬弗爐中焙燒,采用程序升溫機(jī)制,在N2氛圍中以2℃/min升溫至140℃恒溫處理60min,然后以3℃/min升溫至450℃恒溫處理60min,冷卻至室溫后用去離子水洗滌直至洗滌液為中性,80℃干燥4h后得到生物質(zhì)炭,記為BC.
AgNO3改性處理:配制質(zhì)量濃度為4.0mg/mL和6.0mg/mL的 AgNO3溶液,分別稱取8.0g生物質(zhì)炭置于500mL AgNO3溶液中,攪拌混合均勻,50℃恒溫水浴6h,過濾洗滌直至洗滌液為中性,80℃干燥4h后密封保存,分別記為4.0mg/mL AgNO3-BC和6.0mg/mL AgNO3-BC.
KI改性處理:配制質(zhì)量濃度為2.0mg/mL和4.0mg/mL的KI溶液,分別稱取6.0g生物質(zhì)炭置于100mL KI溶液中,攪拌混合均勻,50℃恒溫水浴6h,過濾洗滌直至洗滌液為中性,80℃干燥4 h后密封保存,分別記為2.0mg/mL KI-BC和4.0 mg/mL KI-BC.
生物質(zhì)炭Hg0吸附試驗(yàn)裝置如圖1所示,該裝置由配氣系統(tǒng)、吸附系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)組成。配氣系統(tǒng)使用N2作為載氣,采用水浴加熱法產(chǎn)生Hg0蒸汽,氣體流量由質(zhì)量流量計(jì)調(diào)控。通過調(diào)節(jié)N2流量和恒溫水浴溫度控制Hg0發(fā)生質(zhì)量濃度,使Hg0入口濃度穩(wěn)定在10.0±0.5μg/m3.吸附系統(tǒng)使用生物質(zhì)炭吸附柱作為吸附床層,試驗(yàn)前將生物質(zhì)炭置于120℃干燥箱中,利用N2脫附4h去除生物質(zhì)炭中的水汽和少量有機(jī)物,然后均勻填入吸附床層。為避免Hg0在管路中發(fā)生冷凝,調(diào)控伴熱帶溫控儀使吸附系統(tǒng)反應(yīng)溫度保持在120℃.為保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性,不同生物質(zhì)炭吸附試驗(yàn)均設(shè)置3組平行試驗(yàn),取平均值記為最終結(jié)果,且在試驗(yàn)開始前對(duì)空白床Hg0出口濃度進(jìn)行標(biāo)定,以此作為吸附劑床層的Hg0入口濃度。檢測(cè)系統(tǒng)使用Lumex在線測(cè)汞儀連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)Hg0濃度變化。尾氣經(jīng)酸性KMnO4溶液吸收凈化后排放。
已有研究表明,影響生物質(zhì)炭Hg0吸附性能的主要因素有反應(yīng)溫度、載氣流量和生物質(zhì)炭用量,且三個(gè)因素之間無交互作用。因此,本研究采用“三因素、三水平”正交試驗(yàn)方法對(duì)生物質(zhì)炭Hg0吸附工況條件進(jìn)行優(yōu)化[23-25]?!叭蛩亍狈謩e為A——反應(yīng)溫度、B——載氣流量、C——生物質(zhì)炭用量,“三水平”分別為反應(yīng)溫度:40℃、60℃、80℃;載氣流量:1.0,1.5,2.0L/min;生物質(zhì)炭用量:1.0,1.5,2.0 g,最終結(jié)果以每組生物質(zhì)炭Y——Hg0吸附效率進(jìn)行優(yōu)化。
本試驗(yàn)采用Hg0穿透率η和單位質(zhì)量吸附劑的Hg0吸附量Q作為生物質(zhì)炭Hg0吸附性能的評(píng)價(jià)指標(biāo),通過積分計(jì)算可以得到生物質(zhì)炭的Hg0吸附量,具體計(jì)算公式如式(1)和式(2)所示。當(dāng)Hg0穿透率η為5%時(shí),設(shè)為穿透點(diǎn),從開始吸附到穿透點(diǎn)之間的時(shí)間為穿透時(shí)間,穿透時(shí)間內(nèi)的吸附量為穿透吸附量。當(dāng)Hg0穿透率η為100%時(shí),被認(rèn)為吸附飽和,從開始吸附到吸附飽和之間的時(shí)間為飽和時(shí)間,飽和時(shí)間內(nèi)的吸附量為飽和吸附量。
式中:η為Hg0穿透率;Cin為Hg0入口質(zhì)量濃度,mg/m3;Cout為 Hg0出口質(zhì)量濃度,mg/m3;Q為Hg0吸附量,mg/g;F為氣體流量,L/min;m為吸附劑質(zhì)量,g;t為吸附時(shí)間,min.
比表面積和孔隙結(jié)構(gòu)是生物質(zhì)炭吸附性能的重要評(píng)價(jià)指標(biāo),本文采用低溫N2吸附-脫附方法對(duì)生物質(zhì)炭進(jìn)行表征,所用儀器為Micromeritics ASAP 2020C型吸附儀(美國(guó) Micromeritics公司)。在吸附測(cè)定前對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理,然后在氮?dú)夥諊袑⑸镔|(zhì)炭置于250℃下脫附2h以上。采用BET(brunauer-emmett-teller)方程以吸附質(zhì)相對(duì)壓力p/p0=0.99時(shí)的吸附量計(jì)算生物質(zhì)炭的比表面積和孔體積、孔徑分布。測(cè)定采用BJH法,并以吸脫附等溫線的脫附值作為基準(zhǔn)??讖椒植紲y(cè)定同時(shí)采用了氮吸附等溫線的密度泛函理論(DFT)[26-27]。生物質(zhì)炭碘值(I2)測(cè)試根據(jù) GB/T 7702.7-2008,亞甲藍(lán)值(MB)測(cè)試根據(jù)GB/T 7702.6-2008。元素分析采用RIGAKU ZSX Priums X射線熒光能譜儀(日本RIGAKU公司)。利用NOVA Nano SEM 450掃描電鏡觀察生物質(zhì)炭微觀形貌,工作電壓為15.0kV.汞濃度分析檢測(cè)采用Lumex RA-915M+Zeeman在線測(cè)汞儀(俄羅斯Lumex-marketing JSC公司)。
圖1 吸附試驗(yàn)裝置圖Fig.1 Diagram of adsorption experiment device
表2為生物質(zhì)炭改性前后的孔隙結(jié)構(gòu)變化。由此可知,改性后的生物質(zhì)炭比表面積略有減小,但平均孔徑、總孔體積和中孔孔體積均有所增大,其中中孔孔體積明顯增大。表3為生物質(zhì)炭改性前后的碘值I2和亞甲藍(lán)值MB,結(jié)果顯示改性后的生物質(zhì)炭碘值變化不大,而亞甲藍(lán)值增大,說明生物質(zhì)炭在改性處理后由于中孔孔體積增大,更有利于吸附分子較大的亞甲藍(lán)。
表2 生物質(zhì)炭的孔隙結(jié)構(gòu)變化Table 2 Pore structure variation of biomass charcoal
表3 生物質(zhì)炭的碘值和亞甲藍(lán)值Table 3 Methylene blue and iodine values of biomass charcoal
圖2 生物質(zhì)炭的吸附-脫附等溫線Fig.2 Adsorption-desorption isotherm of BC
生物質(zhì)炭在77.4K溫度下得到的氮吸附-脫附等溫線如圖2所示。根據(jù)IUPAC吸附等溫線分類,可以看出生物質(zhì)炭屬于Ⅳ型吸附等溫線類型,P/P0<0.1時(shí),吸附曲線急劇上升,說明生物質(zhì)炭中存在一定量的微孔。吸附和脫附曲線之間形成H3型滯留環(huán),說明生物質(zhì)炭在吸附過程中發(fā)生了明顯的毛細(xì)凝聚現(xiàn)象,并存在片狀粒子堆積形成的狹縫孔[28];該滯留環(huán)比較寬大,表明生物質(zhì)炭具有較寬的孔徑分布[25]。圖3為生物質(zhì)炭改性前后的孔體積-孔徑分布曲線,可以看出經(jīng)過AgNO3和KI改性后,生物質(zhì)炭的孔峰后移,中孔孔體積增加。
圖3 生物質(zhì)炭的孔體積-孔徑分布曲線Fig.3 Pore size distribution of BC
表4為生物質(zhì)炭改性前后的工業(yè)分析與元素分析結(jié)果。由此可知生物質(zhì)炭經(jīng)過AgNO3和KI改性處理后,固定碳含量相比增大,氧元素比例有所提高。通過對(duì)比生物質(zhì)炭的孔隙結(jié)構(gòu)、碘值與亞甲藍(lán)值吸附數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)經(jīng)過2.0mg/mL KI溶液改性處理后的生物質(zhì)炭吸附特征與化學(xué)組成變化較大;而4.0mg/mL KI溶液改性處理后的生物質(zhì)炭對(duì)比2.0mg/mL KI溶液改性處理后的生物質(zhì)炭,表面特性并沒有明顯改善,故今后實(shí)驗(yàn)中均采用2.0 mg/mL KI-BC.
表4 生物質(zhì)炭的工業(yè)分析與元素分析Table 4 Proximate and ultimate analyses of biomass charcoal
圖4分別為改性前后生物質(zhì)炭的SEM圖譜,可以看出改性前的生物質(zhì)炭表面孔分布不明顯;經(jīng)過改性處理后,生物質(zhì)炭表面溝壑分布廣泛,孔道結(jié)構(gòu)豐富,孔隙結(jié)構(gòu)各異且呈現(xiàn)不規(guī)則形狀,孔徑較改性前有所增大,其中經(jīng)過2.0mg/mL KI改性處理得到的生物質(zhì)炭微觀形貌變化較大。
為了得到生物質(zhì)炭吸附Hg0的最佳工況條件,本研究采用“三因素、三水平”正交吸附試驗(yàn)考察反應(yīng)溫度、載氣流量和生物質(zhì)炭用量對(duì)Hg0吸附性能的影響,以此優(yōu)化試驗(yàn)條件。正交吸附試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果如表5所示。
圖4 生物質(zhì)炭的SEM圖譜Fig.4 SEM images of biomass charcoal
表5 正交吸附試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 5 Design and results of orthogonal experiment
通過對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果分析可以得出:1)K1A>K2A>K3A,即當(dāng)吸附反應(yīng)溫度從40℃增加到80℃時(shí),生物質(zhì)炭對(duì)Hg0的吸附效率逐漸降低,當(dāng)反應(yīng)溫度為40℃時(shí),生物質(zhì)炭Hg0吸附效率較高。這主要因?yàn)榈蜏叵挛锢砦秸贾鲗?dǎo)地位,雖然隨著溫度升高,達(dá)到活化能的吸附質(zhì)分子數(shù)量增加,Hg0與生物質(zhì)炭表面的官能團(tuán)形成化學(xué)鍵,但其熱穩(wěn)定性較差,在高溫下易斷裂,由此造成化學(xué)吸附能力降低;另一方面高溫下Hg0的化學(xué)吸附過程會(huì)伴隨產(chǎn)生大量吸附熱,使得生物質(zhì)炭的物理吸附能力表現(xiàn)較弱。在上述兩方面影響下,高溫時(shí)Hg0吸附效率下降,因此在40℃時(shí),該類生物質(zhì)炭表現(xiàn)出較強(qiáng)的吸附性能[29-33]。2)K2B>K1B=K3B,即當(dāng)載氣流量為1.5L/min時(shí),生物質(zhì)炭 Hg0吸附效率達(dá)到最大,同時(shí)表明在生物質(zhì)炭吸附Hg0的過程中,載氣流量的變化對(duì)試驗(yàn)影響較小。3)K3C>K2C>K1C,即當(dāng)生物質(zhì)炭用量從1.0g增加到2.0g時(shí),生物質(zhì)炭對(duì)Hg0的吸附效率逐漸增大。這是因?yàn)楫?dāng)生物質(zhì)炭用量較低時(shí),僅有少量的吸附位點(diǎn)與Hg0結(jié)合,載氣流中其余Hg0未能被生物質(zhì)炭吸附;隨著生物質(zhì)炭用量的增加,用于吸附Hg0的生物質(zhì)炭表面積相應(yīng)增大,從而提供更多的吸附位點(diǎn)使得Hg0被生物質(zhì)炭吸附,由此Hg0吸附效率隨生物質(zhì)炭用量增加而提高[34-37]。
綜上所述,生物質(zhì)炭最佳Hg0吸附工況條件為:反應(yīng)溫度為40℃,載氣流量為1.5L/min,生物質(zhì)炭用量為2.0g.在Hg0吸附試驗(yàn)中,生物質(zhì)炭用量對(duì)Hg0吸附效率影響最大,載氣流量對(duì)Hg0吸附效率影響最小。
在反應(yīng)溫度為40℃,載氣流量為1.5L/min,生物質(zhì)炭用量為2.0g的條件下進(jìn)行Hg0吸附試驗(yàn),吸附曲線如圖5所示,生物質(zhì)炭的Hg0吸附性能如表6所示。
圖5 生物質(zhì)炭Hg0吸附趨勢(shì)圖Fig.5 Adsorption trend of Hg0by biomass charcoal
表6 生物質(zhì)炭Hg0吸附性能Table 6 Adsorption properties of Hg0by biomass charcoal
由圖5可以直觀看出,改性后的生物質(zhì)炭吸附趨勢(shì)整體變化不大,但到達(dá)穿透點(diǎn)和吸附飽和狀態(tài)的時(shí)間有所延長(zhǎng),說明其吸附容量得到提高。由表6分析可知,改性后的生物質(zhì)炭Hg0吸附性能顯著增強(qiáng)。經(jīng)AgNO3改性得到的生物質(zhì)炭提高了Hg0吸附量,且在一定濃度范圍內(nèi)隨著AgNO3濃度增大,吸附量也增大。同時(shí)發(fā)現(xiàn)經(jīng)2mg/mL KI溶液改性得到的生物質(zhì)炭Hg0吸附量增加最大,達(dá)到2.498mg/g。這是因?yàn)楦男院蟮纳镔|(zhì)炭孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,中孔孔體積大幅增加,有利于增強(qiáng)物理吸附能力,生物質(zhì)炭吸附Hg0示意圖如圖6所示[38-41]。謝新蘋[42]研究成果與此類似,使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的KI改性處理竹活性炭用于吸附溶液中Hg2+,結(jié)果顯示經(jīng)過改性處理后的竹活性炭除汞效率達(dá)到94.3%;進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)竹活性炭表面的羧基、羰基和內(nèi)酯基官能團(tuán)含量大幅增加,由此化學(xué)吸附能力得以增強(qiáng)。
圖6 生物質(zhì)炭吸附Hg0示意圖Fig.6 Diagram of adsorption of Hg0by biomass charcoal
吸附動(dòng)力學(xué)可以用于描述生物質(zhì)炭對(duì)Hg0的吸附速率,利用動(dòng)力學(xué)模型對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,從而探討生物質(zhì)炭對(duì)Hg0的吸附機(jī)理。準(zhǔn)一級(jí)、準(zhǔn)二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)方程具體如下所示:
式中:Qe為吸附平衡時(shí)刻吸附量,mg/g;Qt為t時(shí)刻吸附量,mg/g;t為吸附時(shí)間,min;K1為準(zhǔn)一級(jí)吸附速率常數(shù),g/(mg·min-1);K2為準(zhǔn)二級(jí)吸附速率常數(shù),g/(mg·min-1).
圖7 吸附動(dòng)力學(xué)分析曲線Fig.7 Analysis curve of adsorption kinetic
表7 吸附動(dòng)力學(xué)方程相關(guān)參數(shù)Table 7 Parameters of kinetic models for the adsorption of Hg0by biomass charcoal
由圖7和表7可以得出,在準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程中,實(shí)際吸附量(Qeexp)與擬合吸附量(Qecal)相差較大,且相關(guān)性系數(shù)偏低,這可能與準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程的局限性有關(guān)。通常準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程適合用來描述吸附初始階段,不能準(zhǔn)確描述吸附全過程,因此準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程不適合用來描述生物質(zhì)炭對(duì)Hg0的吸附。由準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程擬合結(jié)果可知,實(shí)際吸附量(Qeexp)與擬合吸附量(Qecal)非常接近,且相關(guān)性系數(shù)均接近1,因此準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程可以相對(duì)準(zhǔn)確地描述生物質(zhì)炭對(duì)Hg0的吸附過程。這與趙凌宇[43]用四種生物質(zhì)炭吸附溶液中Hg2+的研究結(jié)果基本一致。經(jīng)過AgNO3、KI改性處理的生物質(zhì)炭由于中孔孔體積增大,在反應(yīng)過程中可以充分吸附Hg0分子,物理吸附能力得到提升;隨著Hg0吸附量增加,生物質(zhì)炭表面活性位點(diǎn)逐漸減少,此時(shí)化學(xué)吸附成為生物質(zhì)炭吸附Hg0的重要限速步驟;其中改性處理后的生物質(zhì)炭吸附速率常數(shù)均比改性前大幅提高,尤其是用2.0mg/mL KI改性后的生物質(zhì)炭,其對(duì)Hg0的吸附速率明顯增加[44-47]。
1)本研究采用水稻秸稈作為原料制備生物質(zhì)炭用于吸附Hg0,通過以廢治廢實(shí)現(xiàn)了農(nóng)林廢棄物資源化利用和節(jié)能減排的目標(biāo)。使用AgNO3、KI溶液對(duì)生物質(zhì)炭改性處理后,生物質(zhì)炭的孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯改變,平均孔徑、總孔體積、中孔孔體積均有所增大,物理吸附能力得以提升。
2)通過設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)考察反應(yīng)溫度、載氣流量和生物質(zhì)炭用量對(duì)Hg0吸附性能的影響,篩選出生物質(zhì)炭吸附Hg0的最佳工況條件:反應(yīng)溫度為40℃,載氣流量為1.5L/min,生物質(zhì)炭用量為2.0g.
3)經(jīng)過2.0mg/mL KI改性處理得到的生物質(zhì)炭對(duì) Hg0吸附量增加最大,達(dá)到2.498mg/g。這是因?yàn)楦男院蟮纳镔|(zhì)炭孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,中孔孔體積增大,物理吸附能力增強(qiáng)。
4)準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程可以相對(duì)準(zhǔn)確地描述生物質(zhì)炭對(duì)Hg0的吸附過程;化學(xué)吸附是生物質(zhì)炭吸附Hg0的重要限速步驟,且經(jīng)AgNO3、KI改性處理后,吸附速率常數(shù)均比改性前大幅提高,尤其是經(jīng)2.0mg/mL KI改性后的生物質(zhì)炭,其對(duì)Hg0的吸附速率明顯增加。