| 羊粪生物炭对水体氨氮吸附特性研究 |
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| 引用本文： | 向江涛,黄应平,凌海波,张栋栋,刘慧刚,胥焘. 羊粪生物炭对水体氨氮吸附特性研究[J]. 环境科学与技术, 2019, 42(7): 147-153 |
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| 作者姓名： | 向江涛 黄应平 凌海波 张栋栋 刘慧刚 胥焘 |
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| 作者单位： | 三峡大学水利与环境学院,湖北 宜昌443002;三峡库区生态环境教育部工程研究中心,湖北 宜昌443002;湖北省环境科学研究院,湖北 武汉,430072;三峡库区生态环境教育部工程研究中心,湖北 宜昌,443002 |
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| 基金项目： | 三峡大学教育扶贫之科技扶智项目 |
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| 摘 要： | 以山羊粪便为原料,在300℃和700℃缺氧热解条件下制备生物炭,分别记为D300和D700。使用扫描电镜表征生物炭结构特征,运用比表面积仪测定其比表面积和孔径大小,以此探究不同热解温度条件下羊粪生物炭的内部结构及比表面积特征。以水体氨氮(20 mol/L)为目标污染物,以D300和D700为吸附剂,研究不同氨氮浓度、温度、pH以及吸附剂投加量等因素对水体氨氮吸附的影响以及吸附特性。结果表明:热解温度从300℃上升到700℃,生物炭的比表面积、总孔容随之增大,平均孔径反之减小,吸附效率从15.72%提升到24.73%。羊粪生物炭吸附水体氨氮的最佳pH在6～8;通过对动力学数据进行分析,发现准二级动力学方程(R~2=0.999 1)比准一级动力学方程(R~2=0.663 3)能更好地拟合动力学数据。吸附等温曲线拟合发现Langmuir方程(R~2=0.842 74)能更好地描述氨氮在羊粪生物炭上的吸附行为。吉布斯自由能变化、焓变和熵变的计算结果表明:羊粪生物炭对氨氮的吸附过程是自发的吸热过程。700℃条件下制备的羊粪生物炭比D300拥有更好的吸附性能。
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| 关 键 词： | 生物炭 羊粪 吸附 氨氮 动力学 |
Adsorption Characteristics of Ammonia Nitrogen from Water in Sheep Manure Biochar |
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