负载β-环糊精的矿物和生物炭对甲基橙的吸附性能

采用HCl溶液对沸石(F0)、蛭石(ZH0)、秸秆(J0)和棕榈生物炭(Z0)进行活化预处理,以环氧氯丙烷为交联剂,将β-环糊精(β-CD)负载到原始材料上,制备了4种新型吸附材料F2、ZH2、J2和Z2.采用FTIR、元素分析、SEM和TG等技术对吸附材料进行了表征,探讨了其对甲基橙的吸附性能.表征结果显示,β-CD...     

废纺织品制备生物炭的方法及其性质分析

近年来,废纺织品的产生量日益增长,废纺织品的资源化利用成为热点.以废纺织品为对象,分析废纺织品制备生物炭的方法及其性质.采用含有硝酸盐和磷酸盐的混合液处理剂对废纺织品进行预处理后制备生物炭材料,能够降低炭化的温度,提高纤维状生物炭的产率.废纺织品制备生物炭的粒径小于等于20目、含水率小于10％时,将会提高热解炭化的效果...     

改性稻壳生物炭对水中Cd2+的吸附性能研究

为提高生物炭对水中Cd2+的吸附去除性能,以BC1和BC22种稻壳生物炭为基础材料,分别采用NaOH和FeCl3溶液制备得到NBC1和NBC2以及FBC1和FBC2改性稻壳生物炭,并通过吸附动力学和等温吸附实验研究6种生物炭对水中Cd2+的吸附性能.结果表明,对于50 mg·L-1 Cd2+溶液,当生物炭投加量为1 g...     

Cu-Mn-MRBC去除水中ENR、STZ及TCH抗生素的性能与机理

为研究多种抗生素污染物共存于水体的作用机理,本文以废菌渣（MR）为原料,经炭化制备MR生物炭（MRBC）,通过铜锰复合改性合成Cu-Mn-MRBC,对材料进行了SEM、BET、XRD、FTIR、Zeta电位和EA表征分析,研究了其对水中3种抗生素ENR、STZ与TCH分别在单一与混合溶液中的吸附性能.结果表明,相比于单一溶液,混合溶液中竞争吸附的出现增加了对含氧官能团的选择性消耗;对TCH的吸附有促进作用,在混合溶液中去除率为96.50%,对STZ的抑制作用大于ENR,在混合溶液中去除率分别为39.38%和46.13%;吸附过程对pH值的依赖性减小;共存阳离子的存在会影响抗生素的竞争吸附能力.准二级动力学和Freundlich等温模型可更好地描述Cu-Mn-MRBC的吸附过程.吸附主要为静电作用、相互作用、氢键作用和表面络合等共同作用的结果.     

植物13C标记对生物质炭理化性质的影响

研究了未标记和¹³C脉冲标记的水稻和杨树在不同温度下制备得到的生物质炭理化性质的差异.以水稻和杨树为原料,进行¹³C脉冲标记,分别在300℃和500℃下裂解,得到8种不同的生物质炭,即300℃和500℃未标记水稻生物质炭、300℃和500℃¹³C标记水稻生物质炭、300℃和500℃未标记杨树生物质炭及300℃和500℃¹³C标记杨树生物质炭,分析植物¹³C标记、裂解温度和原料对生物质炭主要理化性质的影响.结果表明,植物¹³C标记后,制备得到的生物质炭TC含量降低,固定碳含量增加,水稻生物质炭的NO₃^--N含量增加.随着裂解温度从300℃升高到500℃,¹³C标记生物质炭的灰分、pH、固定碳含量增加,DOC、TN和NH₄⁺-N含量减少,C/N有所增加.三因素方差分析表明,制备原料是影响生物质炭的灰分、TC和固定碳含量的最重要因素,对变异的解释程度分别...     

鄱阳湖不同湿地植物生物炭衍生DOM的光谱特征

目前有关天然湿地植物生物炭衍生溶解性有机质（BDOM）光谱特征尚缺乏系统的分析,因此,本研究采用紫外可见吸收光谱、三维荧光光谱结合平行因子分析法（PARAFAC）、荧光区域积分法（FRI）对鄱阳湖3种湿地植物（苔草、南荻和芦苇）的物质组成和光谱特征进行了分析.结果表明,热解温度对湿地植物BDOM的生物地球化学特征有很大影响,随热解温度的升高其稳定性提高,在500℃及以上的热解温度下可产生有效固碳生物炭.热解温度是影响BDOM释放的关键因子,BDOM释放量与温度呈显著负相关.BDOM释放含量总体上呈苔草>南荻>芦苇的规律.随着热解温度的升高,BDOM的分子量、类蛋白质浓度、有色溶解性有机质相对丰度、富里酸比例和芳香性逐渐下降,而腐殖化程度、自生源成分则先上升后下降.此外,通过PARAFAC解析出2个类腐殖质组分和2个类蛋白质组分,且苔草BDOM中荧光组分总体多于南荻和芦苇.FRI结果表明,300℃下BDOM以类富里酸为主,其他条件下BDOM以络氨酸类蛋白质、色氨酸类蛋白质为主.并且,本研究利用主成分分析进一步探究了这些光谱参数间的相互关系,结果表明,苔草的溶解性有机碳含量、蛋...     

熔盐法制生物炭用于吸附酸性工业废水中的Pb2+

作者设计了一种含有表面衍生官能团的生物质材料,用于吸附印染、脱硫等废水中的可溶性铅污染。在500℃热解下,采用熔盐法制备生物炭材料,其产率接近40%,具备介孔/大孔杂化特性,比表面积接近300 m²/g。通过高锰酸钾改性,发现其对Pb²⁺的最大吸附量可以达到商业活性炭的8倍。研究初始pH、吸附时间、污染物浓度等因素对生物炭吸附Pb²⁺的影响,发现生物炭对Pb²⁺的吸附倾向遵循准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。结合生物炭吸附剂使用前后的材料表征,阐述了包括静电作用、π-π作用、离子交换和络合作用在内的吸附机制。研究结果还表明生物炭BC-B在酸性条件下可以快速有效地吸附Pb²⁺,在生物炭投加量=0.5 g/L、[Pb²⁺]=400 mg/L、pH=7的条件下对Pb²⁺的最大吸附量达到440.0 mg/g。同时循环再生实验和工业废水应用实验证明,该生物炭在治理含重金属的酸性工业废水中具有潜力。     

啤酒糟生物炭吸附固定化功能菌强化去除多环芳烃特性

文章采用不同热解温度制备的啤酒糟生物炭载体吸附固定化特征降解菌(SZ-3),分析啤酒糟生物炭理化性质与形貌表征对功能菌固定化能力的影响,探究菲、荧蒽、芘3种多环芳烃化合物(PAHs)的微生物降解效能强化以及反应周期内功能菌的增殖与酶活特性。结果表明,500℃热解温度制备的啤酒糟生物炭亲水性强,比表面积及孔径分别为2.505 m²/g、23.928 nm,炭材料表面官能团以羧基、脂肪醚为主,电子传递性能优良,对功能菌的吸附量达到825.71 nmol P/g。批次实验条件下,优化制备的啤酒糟生物炭固定化功能菌对水中菲、荧蒽、芘的去除率分别为71%、38%和35%,相较于单独生物炭和游离功能菌体系,固定化降解菌对PAHs化合物去除率提升范围为8%～34%,且菲的生物降解效能强化最为显著。同时,啤酒糟生物炭固定化降解菌体系中的功能菌生长数量和邻苯二酚双加氧酶活性也较大提高。采用啤酒糟生物炭作为微生物固定化载体强化难降解有机物去除具有良好的实际意义。     

响应面法优化制备污泥生物炭负载纳米零价铁

为了确定污泥生物炭(SBC)负载纳米零价铁(nZVI@SBC)的最优制备条件,文章以市政污泥、七水合硫酸亚铁为原料,采用限氧高温热解、酸洗改性和液相还原法制备nZVI@SBC材料。以水中Cd(Ⅱ)的去除率为吸附指标,利用Plackett-Burman实验设计筛选显著因素,并采用Box-Behnken响应面法对制备条件进行优化,进一步通过扫描电镜、X射线能谱和傅里叶变换红外光谱等手段对nZVI@SBC进行表征分析。结果表明,二次多项式模型拟合显著(P<0.01),失拟项不显著(P>0.05),模型决定系数(R²)为0.981 3,模型拟合良好。在SBC热解温度为691℃,铁土质量比(M_Fe/M_SBC)为1.90,酸洗HCl浓度为3.75 mol/L,混合搅拌时间150 min,无水乙醇添加量50 mL的最优条件下,nZVI@SBC对200 mg/L Cd(Ⅱ)的实际去除率为74.77%,与模型理论预测值74.95%接近,证明采用响应面法优化n ZVI@SBC制备条件可靠。     

微波-生物炭工艺对高浓度氨氮废水的处理研究

针对现有氨氮废水处理工艺存在运行成本高、脱氮效率低、操作复杂等问题,文章依据微波-生物炭技术加热速率快、吸附效率高等优势,探究了该工艺的环境影响因素和作用机理。结果表明：采用微波加热法制备的椰壳生物炭BET比表面积可达380.64 m²/g,进一步制备生成生物炭无纺布,在初始氨氮浓度800 mg/L(以N计)、pH 10.5、无纺布投加量6 g/L、微波功率560 W条件下连续辐射加热6 min,氨氮去除率高达98.24%,且生物炭无纺布能保持性能连续使用11个周期以上。微波-生物炭工艺主要利用微波辐射的“热效应”、“非热效应”及生物炭无纺布的吸附解吸作用强化促进废水中NH₃分子的脱除。该研究为高浓度氨氮废水的有效处置提供了高效、清洁的新方法。