功能化玉米芯生物炭对水中磺胺甲恶唑的去除

采用玉米芯制备的生物炭对磺胺甲恶唑(SMZ)的吸附能力进行了研究.玉米芯经过预处理、活化、裂解及功能化处理,成功制备了功能化生物炭材料.采用SEM、FTIR、XRD技术对生物炭的形貌和理化性质进行了表征.吸附实验表明,利用磷酸活化、硝酸功能化的生物炭(PNBC)吸附效果最佳,其最大吸附量达162.08 mg/g,动力学...     

铁改性生物炭的制备及水体修复应用综述

铁改性生物炭被认为是一种环境友好型吸附剂，可用于处理多种水体污染，其吸附能力及吸附特性由于不同的制备方法而存在差异.鉴于此，综述了铁改性生物炭常见的制备方法及其对水体污染物（重金属、氮、磷、有机物）的修复应用，并对其主要的吸附机理进行总结.重点阐述了铁改性生物炭的原料选择、物理化学预处理、热解温度以及改性方法等对生物炭性质以及水环境中有机无机污染物吸附效果的影响，以期为铁改性生物炭在水环境修复中的高效应用提供科学依据.最后，对铁改性生物炭未来的研究方向提出了一些建议.     

赋硫生物炭的制备及在去除废水有机物中的应用

以花生壳为基体,锥形瓶为反应装置,在300℃下热解4h,制备了花生壳基生物炭.在此基础上,进一步对其进行了功能化,合成了疏水性较强的赋硫生物炭.同时采用Bohem滴定、红外光谱和紫外光谱对所得赋硫生物炭的官能团进行了表征和分析,并对影响赋硫生物炭吸附性能的主要因素进行了系统考察.结果表明:同一功能性生物炭在不同时间和温度的制备条件下呈现出不同的吸附性能,而不同官能团的功能炭对有机污染物的吸附能力也不同,赋硫生物炭在同等条件下显示出最强的吸附效果,可以有效消除废水中的苯系有机物.此制备方法原料易得,成本低,制备过程简单,所得材料吸附性能好,在处理废水中有着很强的应用价值.     

生物炭制备技术及生物炭在生态环境领域的应用新进展

生物炭具有致密的孔隙结构、巨大的比表面积和丰富的表面官能团等特点,是一种环境友好的吸附材料。近几年,生物炭在生态环境方面的应用优势逐渐凸显。本文在生物炭相关应用文献的计量分析基础上,重点总结了近年(2016年—2020年)生物炭的主要制备技术,及生物炭在污染物去除、土壤改良和温室气体减排等领域应用的新进展。     

生物炭及其固定化微生物对垃圾堆肥的除臭增效作用

将环境中越来越多的废弃物变废为宝,一直是人们研究的热点和难点。本文利用廉价生物质废弃物,采用微波热解制备出了具有高吸附性能的生物炭,并采用富集培养方法,从垃圾填埋场中筛选出一株除臭细菌Pl-1, 经16s rDNA鉴定为壤霉菌。在此基础上,采用载体结合法将除臭菌吸附固定在生物炭上,开展了垃圾堆肥生物炭除臭增效技术研究。结果表明,微波热解制备生物炭具有快速、均匀和高效的优点,制备的生物炭不仅可以吸附污染物,而且通过固定除臭细菌Pl-1对垃圾堆肥中恶臭物质NH3和H2S的去除效率可达 81.6%和90.2%,堆肥产品的肥效与生物炭施用量密切相关,具有低剂量刺激高剂量抑制的现象,其中, 堆肥微生物呼吸强度剂量效应关系方程为Y=-0.018X2 0.6655X 5.0723。     

厨房残余物制备生物炭及其对考马斯亮兰的吸附研究

厨房残余物的资源化利用是日益成为国内外研究的热点问题,本文选取厨房残余物——枯菜叶作为研究对象,将其与褐煤混合制备生物炭。以15℃/min的速率从室温升温至300℃,保温2h,制得生物炭。然后用不同浓度的硝酸对其进行改性,最后用于有机污染物考马斯亮兰吸附研究,通过测定548nm处吸光度计算吸附前后溶液中考马斯亮兰的变化。结果发现,在生物炭经过2mol/L的硝酸、改性24h后的生物炭对有机污染物考马斯亮蓝吸附达96%。     

污泥基磁性生物炭及其对水体中铜离子的吸附性能

以城市污水处理厂剩余污泥为原料,热解制备生物炭基质,经Fe²⁺/Fe³⁺改性加载纳米级铁氧化物颗粒,得到新型磁性生物炭材料(MBC),用于水体中重金属离子吸附.利用VSM,SEM-EDS,XRD,FTIR等综合分析磁性生物炭材料的物理化学特性,结果表明:生物炭基质表面加载磁性γ-Fe₂O₃颗粒,分布均匀,其饱和磁化强度达13.53Am²/kg.磁性生物炭投加量1.25g/L、吸附时间24h、水体pH为5.0时,Cu²⁺吸附量为67.68mg/g,较生物炭基质吸附量增加60.08%.磁性生物炭吸附过程符合Langmuir吸附等温线、准二级吸附动力学模型.污泥基磁性生物炭吸附效果显著,兼具便于从水体中分离的优势,可实现“以废治废”的环保目标.     

苜蓿生物炭对磺胺甲恶唑的吸附机理研究

该文以紫花苜蓿为原料,分别在600℃、700℃和800℃下热解制备生物炭,研究其对水溶液中磺胺甲恶唑的吸附机理.通过元素分析、FTIR、BET、XRD等方法对制备的生物炭进行表征,探究了热解温度、环境温度、初始抗生素浓度、溶液pH值、离子强度以及离子类型等对磺胺甲恶唑吸附的的影响,应用吸附动力学和吸附等温线研究生物炭对...     

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。     

不同生物质为原料的热解生物炭对Pb~(2+)的吸附作用

为了探讨生物质种类对制备热解生物炭吸附去除污染物性能的影响,以水曲柳、花生壳及牛粪为生物质原料,在400℃下热解4 h制备生物炭(FM-BC、PS-BC和CM-BC).对生物炭的产率、灰分、元素组成和表面官能团的变化进行了分析.结果表明,牛粪生物炭的产率最高(57.9%)、灰分最高(66.9%),同时碱性基团和酸性基团数量之比最大.用X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)及场发射扫描电子显微镜(FESEM)进行了表征,结果表明,除牛粪生物炭外,其他两种生物炭生成了完全无定形的碳;观察生物炭的形貌,都呈现出多孔炭架结构,孔隙结构非常丰富,并且PS-BC的孔道轮廓更清晰完整.以Pb~(2+)为模型污染物,通过序批式吸附实验比较了不同生物炭的吸附性能,研究了其吸附热力学和动力学行为.在25℃及p H=5.5条件下,FM-BC、PS-BC和CM-BC对Pb~(2+)的饱和吸附量分别为11.99、31.9和197.99 mg·g~(-1),吸附能力由大到小的顺序为CMBCPS-BCFM-BC.吸附速率常数分别为0.001 37 g·mg-1·min~(-1),0.000 78 g·mg~(-1)·min~(-1)和0.068 g·mg~(-1)·min~(-1),吸附速率由大到小的顺序为CM-BCFM-BCPS-BC.研究证明,生物质的种类影响着生物炭对Pb~(2+)的吸附性能.     

饮用水中微量有机污染物质的GC/MS分析

采用XAD树脂富集技术和GC／MS方法,对长沙市某管网末梢水中的微量、痕量有机污染物进行分析,共检出有机污染物38种,其中以氯代化合物、邻苯二甲酸酯类、醇类、杂环类、芳烃为主,并且有5种物质在中国环境优先污染物“黑名单”之列,分别是三氯乙烯、萘、邻苯二甲酸二丁酯、乙苯、1,4-二甲基苯．由于常规水处理工艺无法去除这些对人体有害的物质,因此建议水厂在考虑自身条件的基础上,积极采用活性炭吸附、臭氧氧化以及膜分离等饮用水深度处理技术,生产出更加优质的饮用水．     

光催化技术在降解无机含氮污染物方面的应用

光催化技术是一种新兴的高效节能绿色环保技术，本文在介绍半导体光催化反应机理的基础上、对NOx、NO2^-污染物光催化降解的现状、提高半导体光催化剂活性的途径、光催化技术发展中存在问题等进行了综述，重点介绍了半导体光催化技术在降解无机含氮污染物方面的应用。     

改性生物炭对镉离子吸附性能研究

以废弃松木屑为原料采用热分解法制备生物炭,并以氨气、硝酸、硫化钠和溴水4种化学试剂分别对其进行表面改性。采用BET、FTIR和Bohem滴定等技术对改性前后的生物炭进行表征,研究溶液pH值、初始溶液Cd2+浓度、吸附时间等因素对Cd2+吸附特性的影响,并探讨改性生物炭的吸附机理。结果表明,改性生物炭具有较大的比表面积、发达的孔结构和多种表面官能团;在一定范围内,随溶液pH值的增大、Cd2+浓度的升高、吸附时间的延长,改性生物炭对Cd2+的去除率逐渐提高,其中氨气改性生物炭对Cd2+的吸附效果最优,在溶液pH值为6、初始溶液Cd2+浓度为50mg/L、生物炭加入量为2g/L、吸附时间为6h时,氨气改性生物炭对Cd2+的吸附容量可达12.3mg/g;拟二级动力学方程和等温吸附模型均能较好地描述改性生物炭对Cd2+的吸附过程,其中氨气改性生物炭的Langmuir与Freundlich吸附常数最大。     

氯化锌改性玉米秸秆生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附特性研究

为了提高对废水中Cr （Ⅵ）的去除效率,获得高效且成本低廉的吸附剂,以农业废弃物玉米秸秆为原材料制备生物炭,并采用氯化锌对其进行改性。实验表明,在固液比为2 g/L、pH为2、Cr （Ⅵ）溶液初始质量浓度为100 mg/L、吸附时间为6 h时,最佳改性剂比例条件下改性炭的去除率能够达到99.3%,比未改性的生物炭高73.7%。此外,考察了单一因素改性剂比例、溶液pH、吸附温度、离子强度对吸附效果的影响。同时研究了改性炭对Cr（Ⅵ）的吸附动力学和吸附等温线。结果说明该吸附是自发、熵增的吸热过程且吸附反应符合准二级动力学方程和Langmiur等温模型,最大饱和吸附容量为72.46 mg/g。通过扫描电镜（scanning electron microscopy）、傅里叶红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy）、X射线衍射（X-ray diffraction）等方法对原炭（biochar）和改性生物炭（modified biochar）进行表征,分析表明改性炭微孔结构明显,表面粗糙,吸附位点增加,芳香化程度提高,从而提高了吸附性能,且锌以氢氧化物颗粒形式存在于生物炭表面。     

用于废水中重金属吸附的核桃壳吸附剂制备方法研究进展

核桃壳因其具有木质素含量高、质地坚硬且多微孔、有巨大比表面积、产生周期短及产量大、廉价等特点,常被用作去除废水中重金属离子高效的吸附剂。以核桃壳吸附剂制备及应用于废水中重金属离子吸附研究的近5年相关文献为基础,综述了核桃壳的吸附剂的类别和制备方法的研究进展,并指出了对含重金属废水核桃壳吸附处理技术研究的挑战和工业应用的发展方向。研究结果可为核桃壳的资源化利用及工业废水的净化处理提供技术参考。     

微污染水源水中重金属和有机污染物的去除

针对中国饮用水源中的微量重金属及有机物污染存在于常量的碱金属、碱土金属与 Fe,Mn等过渡金属背景下的特点 ,提出了用弱碱性阴离子交换树脂去除饮用水中的微量重金属及有机污染物的处理工艺。文中讨论了弱碱性阴离子交换树脂去除水中重金属及有机物的原理和特点 ,并用14种国产弱碱阴树脂研究了去除重金属及有机污染物的可行性。结果表明 ,弱碱阴树脂对苯酚的去除以物理吸附作用为主 ,并可通过表面络合作用去除 Hg2 ,Cd2 。弱碱阴树脂确实能有效去除饮用水源中的重金属 (Hg2 ,Cd2 )及有机物 (苯酚 ) ,并能使出水满足饮用水水质标准     

氧化改性生物炭对水体中阳离子和阴离子染料的吸附研究

以HNO3和H2O2为改性剂,对玉米秸秆和甘蔗屑在不同温度下制备的生物炭进行改性。研究了氧化改性生物炭对水体中阳离子染料(MB)和阴离子染料(KN-R)的吸附效果。结果表明,氧化改性生物炭对染料的吸附效果与氧化剂的强度、染料性质和浓度、生物炭制备条件关系密切。HNO3氧化改性生物炭对阳离子染料和阴离子染料的吸附效果明显优于H2O2氧化改性生物炭;其中HN4YM和HN4GZ对阳离子染料各浓度均表现出极高的吸附效果;而HN8YM更适合处理中、低浓度的阴离子染料。再生实验结果一方面表明,KCl再生后的HN4YM和HN4GZ对阳离子染料仍保持极高的吸附效果;其去除效率占再生前90%,有很好的利用潜力,阳离子交换作用可能在吸附中发挥重要作用。HN8YM再生后对阴离子的吸附效果虽然只约占再生前的50%,但考虑到其制备简单且成本低廉,也可用于处理较低浓度阴离子染料,其吸附机制除与阴离子交换有关外,其他吸附机制也发挥了重要作用。     

响应面法优化水葫芦生物炭吸附尼泊金乙酯工艺研究

以水葫芦为原材料,柠檬酸改性制备生物炭对尼泊金乙酯(EP)的吸附。通过Box-Behnken Design实验,使用吸附剂添加量、pH值、EP初始浓度和反应时间这四个变量对尼泊金乙酯去除率的影响进行模拟优化。实验结果表明：水葫芦生物炭（WB）与柠檬酸改性水葫芦生物炭（CA-WB）在各单因素实验中对EP溶液去除影响的大小顺序为：吸附剂添加量＞EP浓度＞pH＞反应时间。WB吸附EP的最佳反应条件为：pH为1.12、反应时间为3.28 h、EP初始浓度为18.4 g/L和WB添加量为3.86 g/L,此时WB对EP的去除率为81.04％,实际条件下验证EP去除率为85.12%,与预测值误差为4.79%;CA-WB吸附EP的最佳反应条件为：pH为2.8、反应时间为3.23 h、EP初始浓度为14.7 mg/L和CA-WB添加量为3.73 g/L,此时CA-WB对EP的去除率为96.00％,实际条件下验证EP去除率为93.24%,与预测值误差为2.96%。     

玉米芯基生物炭的制备及其吸附性能

采用农业废弃物玉米芯作为原材料,通过生物碳化(HTC)的方法在不同温度下制备低成本、高性能吸附剂用生物炭.该生物炭具有介孔结构,表面含有丰富的含氧官能团,如—OH,C==O,C—O等,其种类及密度受水热温度的影响.以亚甲基蓝(MB)作为模型吸附剂,进一步研究了生物炭的吸附性能.吸附动力学研究表明符合拟二级动力学模型吸附行为,且225 ℃水热条件下得到的生物炭具有最大吸附量(41.37 mg/g)和最高吸附速率.等温吸附平衡数据与Langmuir等温模型吻合较好,表明生物炭对MB的吸附是单层吸附;生物炭表面含氧官能团与MB分子相互作用有助于吸附过程.