玉米秸秆生物质炭对废水中苯酚的吸附性能

以农业废弃物玉米秸秆为原料制备生物质炭,研究其对废水中苯酚的吸附性能.结果 表明:玉米秸秆生物质炭吸附苯酚的平衡时间为180 min,随着溶液pH的升高吸附量降低,吸附剂最佳投加量为10 g/L;在最佳吸附条件下,苯酚的吸附去除率达到98.85％,吸附量高达44.25 mg/g;温度对苯酚吸附的影响不明显;玉米秸秆生物质炭对苯酚的吸附可以用准二级动力学方程拟合,吸附平衡符合Langmuir等温方程;玉米秸秆生物质炭吸附苯酚的过程是吸热、自发过程,温度升高有利于吸附.     

鸡粪生物炭对萘的吸附性能研究

以鸡粪为生物质原料,采用热分解法在管式炉中氮气氛围下分别于300、500、700℃温度下及在马弗炉中限氧500℃温度下制备生物炭,采用XRD、SEM和FTIR等对所制备的鸡粪生物炭进行表征,研究不同条件下所制备的鸡粪生物炭对萘吸附特性的影响,并探讨鸡粪生物炭对萘的吸附机理。结果表明,鸡粪生物炭具有凹凸不平、不规则表面的无定形炭结构,表面具有—COOH、—OH等多种含氧官能团;随着热解温度的升高,萘在鸡粪生物炭上的吸附量先减小后增加,其中,在700℃热解温度下制备的鸡粪生物炭对萘的吸附量最大;鸡粪生物炭对萘的吸附过程主要为化学吸附,而且是多层吸附,其中,700℃热解温度下制备的鸡粪生物炭对萘的吸附机制主要是疏水作用,而300℃热解温度下制备的鸡粪生物炭对萘的吸附机制主要为分配作用。     

不同碳化温度下玉米秸秆生物炭的结构性质及其对氮磷的吸附特性

以玉米秸秆为生物质材料, 分别在250,350,450 ℃碳化温度下制备3种玉米秸秆生物炭（分别命名为B250,B350,B450）, 利用红外光谱和扫描电镜对其结构和表面形貌进行表征, 并通过实验室模拟考察其对氮磷的吸附性能. 结果表明： 随着碳化温度的升高, 玉米秸秆生物炭表面的微孔形变程度加剧, 粗糙程度增大, 芳构程度提高, 稳定性增强; B250玉米秸秆生物炭稳定性相对较弱, 在吸附过程中存在较强的磷释放作用, 对磷呈现显著负吸附; B350和B450对磷的吸附动力学过程均可用Lagergren准二级动力学模型描述; 3种玉米秸秆生物炭对磷的吸附热力学过程均可用Langmuir方程描述, 对磷的饱和吸附量为B450>B350>B250; 玉米秸秆生物炭对氮的吸附动力学过程符合Lagergren准二级动力学模型, 吸附热力学过程符合Langmuir方程, 对氮的吸附速率为B450>B350>B250, 饱和吸附量为B450>B350>B250.     

改性椰壳生物炭对甲基橙的吸附效果与机制

本文以椰壳为原料制备椰壳生物炭,并用于甲基橙（MO）的吸附。通过扫描电镜 （SEM）、红外光谱（FT-IR）、氮吸附（BET）、元素分析（EA）等对椰壳生物炭物化性质进行了表征,分析了活化剂种类、浸渍比、热解温度和热解时间等因素对 MO 吸附效果的影响。结果表明活化剂为KOH,浸渍比为 3:1,热解温度是700 ℃,热解时间270 min,制备的生物炭K3CBc700270比表面积为126 1.93 m2?g-1,平均孔径1.10 nm,具有优异的甲基橙去除效果,当甲基橙浓度为100 mg?L-1,添加量为5 mg,吸附时间270 min,MO去除达到95.31 %。研究吸附机制发现吸附等温线数据拟合符合Langmuir 模型,吸附动力学数据拟合符合拟二级动力学模型,说明吸附以化学单层吸附为主,物理吸附为辅。结果证明椰壳生物炭K3CBc700270具有开发为去除水染料污染物吸附剂的潜力。     

花生壳生物质炭的响应面法优化制备及其对水中Cr(Ⅵ)的吸附

为探究生物质炭用于重金属废水处理的效果,选用花生壳为原料,ZnCl₂为改性剂,采用响应面优化法,得出最优生物质炭的制备条件,并探究了不同单因素对花生壳生物质炭吸附水中Cr(Ⅵ)的效果.结果表明:处理含50 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液,花生壳生物质炭的最优制备条件为ZnCl₂改性剂浓度4 mol/L,炭烧温度500 ℃,炭烧时间3 h,单因素实验最佳反应条件为pH=2,投加量=50 mg,此时吸附率为93.72%,且温度越高越有利于吸附.等温吸附实验符合Langmuir模型,表明吸附过程以单分子层吸附为主,属于吸热反应;动力学符合准二级方程,吸附过程中以化学吸附为主.     

高效大气汞脱除的秸秆生物质炭性能研究

采用水稻秸秆作为原料制备生物质炭,利用AgNO_3和KI对其改性处理,通过设计正交试验考察反应温度、载气流量和生物质炭用量对Hg~0吸附性能的影响,以此优化试验条件,最后结合吸附动力学研究生物质炭对Hg~0的吸附机理。结果表明:使用AgNO_3、KI溶液对生物质炭改性处理后,生物质炭的孔隙结构发生明显改变,平均孔径、总孔容和中孔孔容均有所增大,物理吸附能力得以提高;生物质炭吸附Hg~0最佳工况条件是反应温度为40℃,载气流量为1.5 L/min,生物质炭用量为2.0 g;经2.0 mg/mL KI溶液改性得到的生物质炭Hg~0吸附量显著增加,达到2.498 mg/g.     

木质素基生物炭制备及对亚甲基蓝的吸附性能

研究温度对生物炭得率、吸附性能的影响.采用无氧慢速热解的方法,以酶解木质素为原料,制备不同温度下的生物质炭,测定热解得率、生物炭得率、挥发分、灰分及对亚甲基蓝的吸附值.热解试验结果表明:随着炭化温度从300℃逐渐升高到700℃,热解得率先降低后升高,挥发成分先升高后降低,生物炭得率先降低后升高.在500℃时,热解得率和生物炭得率分别为54.09%和50.77%,灰分含量为3.32%,挥发分含量为45.91%;热解温度为300℃时,木质素基生物炭对亚甲基蓝的吸附值最大,为37.31 mg/g;热解过程中,C—H、C=O键断裂.     

一种铁-氮-碳材料的制备及其对磷的吸附效能研究

通过高温下在N_2中热解合成一种铁-氮-碳吸附材料,通过SEM、EDS、TEM和XRD等对其结构进行表征,试验了初始pH、投加量、吸附时间、温度和初始浓度等条件对吸附除磷效果的影响。结果表明,制备的材料在pH为1,温度25℃时,对磷的最大吸附容量可达3.47 mg·g~(-1)。吸附动力学符合准二级动力学方程,以单层的化学吸附为主,且材料对磷酸盐的吸附等温线符合Freundlich方程。该材料对富营养化水体磷吸附去除具有一定应用潜力。     

不同热解温度下杨树各组分生物质炭的理化特性分析与评价

【目的】通过对不同热解温度下杨树树叶、树枝、树皮生物质炭和秸秆生物质炭的理化特性及结构进行分析,筛选出更适用于林地土壤改良的农林废弃物种类和热解温度。【方法】以杨树不同组分树叶、树枝、树皮和秸秆等4种农林废弃物为原料,分别在300、500和700 ℃温度下制备生物质炭,测定其产率、pH、全碳、全氮含量、阳离子交换量(CEC)、比表面积和表面官能团等指标。【结果】随着热解温度的升高,4种原料生物质炭的产率逐渐降低,灰分含量和pH升高。同一热解温度下,树枝和树皮生物质炭的全碳含量高于树叶和秸秆生物质炭的,而全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)含量均低于树叶和秸秆生物质炭的。4种生物质炭水溶性盐基离子含量和交换性盐基离子含量均随着热解温度的升高而增加,树叶生物质炭的阳离子交换量总体高于其他3种原料的生物炭。树叶和树皮生物质炭的比表面积和总孔容积总体大于树枝和秸秆生物质炭,树皮和树叶生物质炭在700 ℃时比表面积分别高达597.02和121.01 m²/g。4种原料生物质炭的表面官能团种类基本相同,以芳香骨架为主,表面官能团数量均随着热解温度的升高而减少,芳香化程度增强。【结论】在不同热解温度和原料制备的生物质炭中,树叶和秸秆生物质炭的灰分、pH、N、K和盐基离子含量较高,比较适用于改良酸性土壤,增加土壤养分;而杨树树枝和树皮生物质炭含碳量较高,则适用于土壤固碳,提高土壤有机质含量。其中,500 ℃热解的杨树树叶生物质炭综合性能最好,氮、磷、钾养分耗失最少,阳离子交换能力较强,比表面积大,更适用于土壤改良。     

杨树叶生物质炭对风沙土中氮形态分布的影响

将杨树叶生物质炭添加到模拟施肥的风沙土中, 研究杨树叶生物质炭对风沙土中氮形态分布的影响. 结果表明： 与传统施肥模式及测土配方施肥模式相比, 制备的生物质炭可增加风沙土铵态氮、 硝态氮、 速效氮和全氮的质量比; 在玉米的生长周期内, 铵态氮、 硝态氮和全氮质量比与生物质炭的添加量成正比; 当生物质炭添加质量分数为2%时, 与土壤充分混合, 铵态氮、 硝态氮和全氮的质量比分别为36.43 mg/kg,35.02 mg/kg,5.76 g/kg, 传统施肥模式下的质量比最高; 速效氮在添加生物质炭的质量分数为0.5%时, 测土配方施肥模式下的质量比最高, 为79.52 mg/kg.     

生物质吸附剂对硝酸盐氮的吸附及再生

近年来硝酸盐氮污染逐渐成为国内外学者所关注的重要的水污染问题。为了去除水中的硝酸盐氮,采用化学方法对锯末进行改性,得到一种经济高效的生物质吸附剂。对该吸附剂进行了扫描电镜（SEM）、红外光谱（FT-IR）和Zeta电位（Zeta）表征,探讨了吸附剂添加量、时间、pH和硝酸盐氮初始浓度对硝酸盐氮去除效果的影响,并对吸附剂的再生效果进行了研究。结果表明：当吸附剂添加量为10 g/L、吸附时间为20 min、pH为7、硝酸盐氮初始浓度为20~60 mg/L时,改性锯末对硝酸盐氮的去除率稳定在96±0.2%,再生后的改性锯末对硝酸盐氮的去除率仍能达到95%。吸附过程符合Freundlich等温吸附模型。可见改性锯末对废水中的硝酸盐氮有很好的去除能力。     

不同热解温度下生物质废弃物制备的生物质炭组成及结构特征

以玉米秸秆、 树枝和树叶3种生物质废弃物为原料, 分别采用差热/热重分析(TG/DTG)、 红外光谱(FT IR)、 Boehm滴定及X射线衍射（XRD）方法考察热解温度为350,550,750 ℃时制备的生物质炭结构及组成特征. 结果表明： 玉米秸秆原料的热稳定性最低, 热解过程中质量损失最大, 其次是树枝和树叶; 玉米秸秆原料的XRD谱弥散程度最大, 构成炭的微晶层数相对较少; 不同原料在相同温度制备的生物质炭, 其单位质量含有的表面官能团种类和总量相近, 但pH值差别较大, 其中玉米秸秆制成的生物质炭pH最大; 随着温度的升高, 相同原料制备生物质炭的芳香化程度增加, 表面官能团总量减少, pH值升高, 纤维素和半纤维素特征峰消失, 结构趋于石墨微晶.     

废植物炭制活性炭的研究

研究废植物炭制活性炭的可行性及效果,探讨了以水蒸汽为活化介质时活化工艺条件对活性炭吸附性能的影响,确定了最佳活化工艺条件,并对活性炭的孔结构进行了分析探讨。结果表明,利用废植物炭制活性炭是可行的,得到的活性炭具有较高的吸附性能和丰富结构。废植物炭的种类和灰发含量决定其活性炭的吸附性能。活化后活性炭表面积的增加主要源于其微孔表面积的增加。     

碱活化法制备外墙保温板残料活性炭及表征

 以外墙保温板残料为原料, 采用碱活化法制备活性炭。借助傅里叶红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、BET 比表面积、孔径分布和碘值进行表征。使用外墙保温板残料在N₂保护下以10℃/min 的升温速率升温到800℃, 在800℃下炭化30 min, 自然冷却至室温获得炭粉; 炭粉用含有4 倍当量的KOH 溶液(0.1 g/mL)浸渍8 h, 加热除去水后转至活化炉中, N₂保护下以10℃/min 的升温速率升温到800℃活化60 min, 自然降温到室温; 用5%的盐酸和水清洗至pH 值为中性; 120℃干燥恒重。本工艺制备的活性炭: 碘值2300.27 mg/g, 比表面积1293.45 m²g, 平均孔径2.4 nm, 主要由微孔和偏小中孔组成。     

木质素热解/炭化官能团演变与焦炭形成

为了深入理解生物质热解/炭化过程,制备功能型焦炭,采用热重红外联用仪研究了木质素热解/炭化官能团演变与焦炭形成,并对所形成焦炭进行了导电性测试.实验结果表明:木质素热解/炭化过程分为4个阶段:200℃以下为自由水的脱除阶段;200～ 500℃为热解阶段,焦炭开始形成;500～900℃时焦炭中C-C键和C-H键进一步断裂,苯环大部分已被解链或芳香族化,形成无定形炭,在此阶段,焦炭的电阻率迅速下降,由986 Ω·cm减小到0.6 Ω·cm;900～1400℃时,碳碳双键几乎完全消失,焦炭内部结构重组,形成了一种介于无定型结构和石墨结构之间的新结构,电阻率达到0.2Ω·cm,导电性进一步增强.     

杨树叶生物质炭对风沙土中氮形态分布的影响

将杨树叶生物质炭添加到模拟施肥的风沙土中, 研究杨树叶生物质炭对风沙土中氮形态分布的影响. 结果表明： 与传统施肥模式及测土配方施肥模式相比, 制备的生物质炭可增加风沙土铵态氮、 硝态氮、 速效氮和全氮的质量比; 在玉米的生长周期内, 铵态氮、 硝态氮和全氮质量比与生物质炭的添加量成正比; 当生物质炭添加质量分数为2%时, 与土壤充分混合, 铵态氮、 硝态氮和全氮的质量比分别为36.43 mg/kg,35.02 mg/kg,5.76 g/kg, 传统施肥模式下的质量比最高; 速效氮在添加生物质炭的质量分数为0.5%时, 测土配方施肥模式下的质量比最高, 为79.52 mg/kg.     

Granular activated carbons from palm nut shells for gold di-cyanide adsorption

Granular activated carbons were produced from palm nut shells by physical activation with steam. The proximate analysis of palm nut shells was investigated by thermogravimetric analysis, and the adsorption capacity of the activated carbons, produced as a result of shell pyrolysis at 600℃ followed by steam activation at 900℃ in varying activation times, was evaluated using nitrogen adsorption at 77 K. Applicability of the activated carbons for gold dicyanide adsorption was also investigated. Increasing the activation hold time with the attendant increase in the degree of carbon burn-off results in a progressive increase in the surface area of the activated carbons, reaching a value of 903.1 m2/g after activation for 6 h. The volumes of total pores, micropores, and mesopores in the activated carbons also increase progressively with the increasing degree of carbon burn-off, resulting from increasing the activation hold time. The gold di-cyanide adsorption of the activated carbons increases with the rise of pore volume of the activated carbons. The gold di-cyanide adsorption of palm nut shell activated carbon obtained after 6-h activation at 900℃ is superior to that of a commercial activated carbon used for gold di-cyanide adsorption.     

Influence of torrefaction pretreatment on biomass gasification technology

Torrefaction is a slow pyrolysis process that is carried out in the relatively low temperature range of 220–300°C. The influence of torrefaction as a pretreatment on biomass gasification technology was investigated using a bench-scale torrefaction unit, a bench-scale laminar entrained-flow gasifier, and the analysis techniques TGA-FTIR and low temperature nitrogen adsorption. A series of experiments were performed to examine the characteristics of the torrefaction process, the properties of torrefaction products, and the effects of torrefaction on gas composition, cold gas efficiency and gasification efficiency. The results showed that during the torrefaction process the moisture content of biomass were reduced, and the wood fiber structure of the material was destroyed. This was beneficial to storage, transport and subsequent treatments of biomass in large scale. For solid products, torrefaction increased the energy density, decreased the oxygen/carbon ratio, and created a more complex pore structure. These improved the syngas quality and cold gas efficiency. Combustible gases accounted for about 50% of non-condensable gaseous torrefaction products. Effective use of the torrefaction gases can save energy and improve efficiency. Overall, biomass torrefaction technology has good application prospects in gasification processes.