生物炭及改性生物炭对水环境中重金属的吸附固定作用

生物炭是由植物或动物废弃生物质在完全或部分缺氧条件经裂解炭化产生的一类高度芳香化、抗分解能力极强的碳质固体物质,是一种富含碳元素的有机连续体。生物炭比表面积大、疏松多孔,含有羟基、羧基、羰基等活性官能团,对多种重金属离子具有吸附固定作用,可以用来去除或削减水体中的有毒有害重金属。此外,利用酸、碱、石墨烯等物质对其进行修饰或改性,可提高对重金属的吸附能力。根据当前研究现状,综述了不同生物炭对水溶液中重金属离子的去除作用,并比较了一些生物炭改性前后与重金属的作用效果差异,同时归纳了生物炭与重金属的相互作用机理及其影响因素。在此基础上,展望了生物炭在去除水体环境中有毒有害重金属的研究方向,以期望生物炭得到更好应用。     

酸浸—萃取—沉淀法回收废锂离子电池中的钴

采用酸浸—萃取—沉淀法回收废锂离子电池中的钴。实验结果表明:废锂离子电池在600℃下煅烧5 h可将正极材料上的有机黏结剂与正极活性物质分离;正极活性物质在Na OH溶液浓度为2.0 mol/L、n(Na OH)∶n(铝)=2.5、碱浸温度为20℃的条件下碱浸反应1 h后,铝浸出率达99.7%;已除铝的正极活性物质在硫酸浓度为2.5 mol/L、H_2O_2质量浓度为7.25 g/L、液固比为10、酸浸温度为85℃的条件下酸浸反应120 min,钴浸出率高达98.0%;酸浸液在p H为3.5、萃取剂P507与Cyanex272体积比为1∶1的条件下,经2级萃取,钴萃取率为95.5%;采用H_2SO_4溶液反萃后在硫化钠质量浓度为8 g/L、反萃液p H为4的条件下沉淀反应10 min,钴沉淀率达99.9%。     

废混凝土再生骨料GRC制品配比优化试验

将成混凝土破碎筛分后作为骨料取代GRC中的天然砂,分别试验研究了庋混凝土取代率、灰砂比及水灰比对GRC物理力学性能的影响,并与相关行业标准进行了比较结果表明：废乩凝土骨料取代天然砂可提高GRC的抗折抗压强度和抗冻性,但对表观密度影响不明显;灰砂比太小式太大均对GRC性能不利;水灰比太大对GRC各项性能均不利;废混凝土骨料对天然砂的取代率在30％～45％时,一定的水灰比和炙砂比下,GRC各项性能均能达到JC／T604—2004《玻璃纤维增强水泥（GRC）装饰制品》中合格品的要求;其中最优配比为：废混凝土骨料对天然砂的最优取代率为30％,灰砂比1：1．5,水荻比0．45,该配比的GRC性能可达到优等品要求,     

改性生物质炭对电解锰废渣中Mn淋溶迁移的影响

利用有机酸(柠檬酸和EDTA)螯合载铁改性生物质炭,探究改性生物质炭对电解锰废渣中Mn淋溶迁移的影响。结果表明,改性生物质炭对电解锰废渣淋溶液中Mn的迁移有明显的效果。添加柠檬酸和EDTA改性的生物质炭处理后,电解锰废渣淋溶液中Mn含量减少百分率较未改性生物质炭平均增加了1.46倍、2.05倍,Mn质量浓度最大值分别为8.63,5.61 mg/L,且此时生物质炭对电解锰废渣中Mn迁移减少率分别达44.81%,64.08%。     

秸秆生物质炭的制备及吸附性能研究

将麦秆、向日葵秆和玉米秆低温热解制备生物质炭。采用傅里叶红外光谱、X射线衍射等仪器对其结构进行了表征。研究了热解温度、溶液p H值、初始浓度、吸附时间以及吸附剂用量等因素对各生物质炭吸附亚甲基蓝效果的影响。实验结果表明,3种生物质炭均含有多孔的微晶炭,表面存在大量的活性-OH,-COOH等基团,对亚甲基蓝有较强的吸附作用;在最佳吸附条件下,玉米秆炭、向日葵秆炭以及麦秆炭对亚甲基蓝的吸附容量分别为26.6,26.2,14.7 mg/g。     

液气燃料烟气的最大余热量与节能率计算研究

在中国能源结构中,燃油与天然气所占比例迅速上升.燃烧后排烟温度一般为160℃~180℃,仍含有较多能量,可以二次利用.本文通过对液、气体燃料中具有代表性的0号轻质柴油及天然气烟气的余热量与节能率进行计算,发现低温烟气余热中的水蒸气余热量占有很大比例,柴油烟气为55.08%,天热气烟气为79.41%.回收烟气余热,尤其是其中水蒸汽的潜热对低温烟气的热回收具有重要意义.若有效回收利用,既是对一次能源的二次利用,更符合"十三五"期间国家节能减排的相关政策要求.     

控制热分解条件下制备生物炭及其表征

以稻杆为原料,以KOH溶液为浸渍剂,在控制热分解条件下制备生物炭。采用N2吸附、碘吸附、Boehm滴定、元素分析、XRD和FTIR等方法对生物炭进行了表征,并探讨了KOH浸渍和热分解条件对生物炭孔结构,尤其是表面化学性质的影响。结果表明:KOH浸渍处理后生物炭比表面积和总孔容积明显增大,有利于生成强酸性官能团和减少可挥发性有机碳以及生成更为稳定的表面含氧官能团;生物炭吸碘值随着炭化温度升高和时间延长总体呈先上升后下降的趋势;气氛组成对生物炭孔结构和化学性质有重要影响,N2-NH3混合气氛条件下制备生物炭的比表面积、总孔容积、中孔率和吸附性能都显著大于纯N2气氛下制备的生物炭,而表面酸性含氧官能团数量明显减少,同时引入含氮碱性基团,并使生物炭表面极性增强。     

一般工业固体废物污染防治对策研究

"十二五"以来,尽管我国单位工业增加值的工业固体废物产生强度在不断下降,但以煤炭、钢铁、有色金属工业为核心的基础工业比重较高,使得一般工业固体废物产生量在每年30亿吨水平高位运行,"十三五"期间,应以落实产废单位主体责任为核心,推动减量化;以重点企业、园区和城市为依托,以市场为导向,强化经济调节作用,推动废物多层次、分类别、高质化利用;以有毒物质全过程控制为重点,实施"主动式"防控,将固体废物环境管理要求前置于产生源,降低综合利用难度,减少末端处置压力。     

生物质炭对邻苯二甲酸二丁酯污染土壤微生物群落结构多样性的影响

在邻苯二甲酸二丁酯(DBP)污染的不同类型土壤(有机质含量低的新垦红壤、有机质含量高的熟化红壤)中添加不同种类(稻草炭、毛竹炭)以及不同用量(0%、0.5%和2%)的生物质炭,温室种植上海青并在56 d后采集土样,采用磷脂脂肪酸法(PLFA)考察了土壤类型、生物质炭种类以及用量对土壤微生物群落结构多样性的影响.结果表明:对细菌、真菌及微生物总PLFA这三者的含量而言,熟化红壤显著(p0.05)高于新垦红壤,熟化红壤中添加2%稻草炭使其显著(p0.05)增加,新垦红壤中添加毛竹炭使其显著(p0.05)降低.新垦红壤中添加2%稻草炭对革兰氏阴性菌/革兰氏阳性菌比值的增加效果最显著(p0.05),添加2%毛竹炭对土壤微生物群落Shannon指数的降低效果最显著(p0.05).添加2%稻草炭对DBP污染土壤中微生物压力指数降低效果最显著(p0.05).生物质炭对熟化红壤中真菌/细菌、革兰氏阴性菌/革兰氏阳性菌及微生物群落Shannon指数均无显著影响.PCA分析表明,土壤有机质含量以及生物质炭的种类和用量均会对土壤微生物群落结构产生一定影响,且生物质炭的影响与土壤有机质含量密切相关.     

施用生物质炭对黑土黑碳含量和结构特征的影响

生物质炭(Biochar,Bc)是黑碳(Black Carbon,BC)的一种,当前关于生物质炭在农业上的研究大都集中在其对土壤理化性质和作物生长的影响,而关于施用生物质炭对土壤黑碳结构和数量影响的研究很少.为了解施用生物质炭对土壤黑碳的影响,本试验采用盆栽试验的方法,设置4个处理,施加生物质炭量分别为0(CK)、6、12和24 t·hm-2,采用Wolbach-Anders法对土壤中的黑碳进行提取,运用元素分析、红外光谱和热重分析等方法研究了不同施入量的生物质炭对土壤黑碳产生的影响.实验结果表明:施用玉米秸秆生物质炭能明显增加土壤中黑碳的含量,随着生物质炭施用量的增加,不同处理相对于对照(CK)中土壤黑碳含量分别提升7.04%、22.96%和46.90%.施用玉米秸秆生物质炭降低了黑碳的脂族性、氧化性,提升了黑碳的缩合度、芳化度,提高了黑碳结构的稳定性,提高了土壤黑碳的热稳定性.施用玉米秸秆生物质炭能够提高p H,提高土壤的速效养分含量.