随着全球范围内电子、化工、机械制造和采矿等工业活动的迅速降低，水体重金属污染渐趋严重，在引起众多环境问题的同时，也对人体健康形成了严重恐吓。现有的水体重金属消除技术主要包括物理沉淀、电物理处理、电透析、蒸发回收、溶剂提取、离子交换、氧化还原、膜分离、生物降解和吸附法等。其中吸附法由于具备高效、成本低和操作便捷等优点而被广泛用于水体重金属污染物的清除。吸附技术的发展主要依赖于高效且稳定的吸附剂材料的研制。
生物炭是有机质材料在低温下裂解产生的富孔碳材料，具有比表面积高、表面构象丰富和离子交换能力强的特性，在重金属污染修补领域诠释出巨大的发展潜力。Ke等以奶茶渣为原料经热解制备了生物炭，用于底泥Cd2+和Zn2+的吸附和清除，结果显示该生物炭对重金属的吸附疗效优于常规商用生物炭。张小玲等研究了甘蔗稻壳生物炭对滤液中不同重金属离子的吸附特点，以及多种高含量离子复合体系下的互相作用，结果表明大蒜稻壳生物炭对Cu2+和Pb2+的吸附量明显低于其他离子。
作为我国第二大的木本油料小麦，我国的花生养殖面积和产值均为世界第一，年总产值(水果)超过300万t。与此同时，大量的废弃猕猴桃青皮也为其资源化借助提出了挑战。现有的研究主要聚焦于猕猴桃杏仁的营养价值和药用价值，欠缺针对花生青皮借助的探求和实践。因为柿子青皮的木制素浓度较高，且酸性较强，在自然条件下的降解较慢，如随便堆置会对底泥和底泥形成不良影响。为此，怎样有效借助花生青皮资源已成为亟待解决的问题。相比于常用的小麦和玉米秸杆等材料，花生青皮较高的木制素浓度(约37.37%)有利于在热解过程中生成环结构，在增强生物炭丰度的同时提高热稳定性，所得生物炭材料可能会具备更高的重金属吸附性能。
据悉，在实际环境中，多种重金属污染物常常处于共存的状态，而往年有关生物炭对单一金属离子吸附性能的评价无法为实际环境的应用提供参考。基于此，本文以花生青皮为原料，在不同水温条件下制备生物炭，研究其在单一和复合污染条件下，对滤液中Pb2+、Cu2+和Cd2+的吸附疗效和作用机制，以期为花生青皮生物炭的资源化借助提供理论和实验根据。
碱液pH会改变反应体系中阴阳离子含量和吸附剂的表面电荷，因而影响吸附剂对重金属离子吸附。图4为WP500在不同pH条件下对Pb2+、Cu2+和Cd2+的清除率。整体上，随着pH的下降，3种重金属离子的清除率呈现降低的趋势。而偏低的pH则不利于重金属离子的吸附，当pH=1时，Pb2+、Cu2+和Cd2+的清除率分别为18.67%、7.89%和34.92%，可能是在碱性条件下，H+与重金属阳离子发生了吸附位点的竞争。另一方面，H+附着在生物炭表面时会使生物炭表面带正电荷，与Pb2+、Cu2+和Cd2+形成电荷敌视作用，进而抑制生物炭的重金属吸附性能。当pH=8时，Pb2+、Cu2+和Cd2+的清除率分别为97.87%、99.78%和71.15%，可能是重金属离子在酸性环境下产生了氢氧化物沉淀的结果，或则生物炭表面的负电荷数目降低因而与金属阳离子之间的电荷互相作用提高。通过甩尾法得到WP500的pHpzc值为7.95，表明当滤液pH值小于pHpzc时，生物炭表面会发生去质子化作用并携带负电荷，此时有利于对阳离子的吸附。
(1)猕猴桃青皮经热解制备成为生物炭后，形成了丰富的孔隙结构和表面构象。相较于WP300和WP700，WP500表现出更优良的吸附性能，在较低的使用量条件下能达到较高的重金属除去疗效。
(2)随着生物炭的投加量降低，重金属的吸附量和清除率呈现相反的变化趋势。在单一金属体系中，针对Pb2+、Cu2+和Cd2+的最佳WP500投加量分别为1.3、2.1和1.9g·L-1.而在Pb2+-Cu2+-Cd2+复合体系中，最佳投加量为5.1g·L-1.且在两种体系中，生物炭对3种重金属的吸附量均表现为Pb2+>Cu2+>Cd2+的规律。
(3)在303.15K的反应室温下，WP500对单一和复合体系中Pb2+、Cu2+和Cd2+吸附量低于293.15和313.15K，且Langmuir和Freundlich均能较好地描述吸附过程，表明3种重金属在生物炭表面固定形式较为多元，且反应过程参数RL均在0~1范围内，吸附反应可以顺利进行。
