基于专利技术分析的生物炭技术发展研究

生物炭以其良好的自身解剖结构和理化性质、广泛的材料来源和广阔的产业化发展前景,成为当今农业、能源与环境等领域的研究热点。本文主要以生物炭技术相关的专利申请作为切入点,从全球专利申请年度分布、申请地域及布局等方面分析了生物炭技术的发展现状,以期为生物炭产业的发展提供参考建议。     

生物炭对水溶液中四环素的吸附效果研究

以大豆秸秆生物炭和水稻秸秆生物炭为材料,探究其对水溶液中四环素的吸附效果,分别进行了吸附剂用量、振荡时间及pH值等因素对生物炭吸附四环素的影响实验.结果表明,对于大豆秸秆生物炭,酸性环境条件对吸附有抑制作用,吸附时间为60 min时效率最高,含盐量对吸附有抑制作用,添加量为100 mg时吸附效果最好;对于水稻秸秆生物炭,碱性环境条件对吸附有抑制作用,吸附时间为120min时效率最高,含盐量对吸附有抑制作用,添加量为80mg时吸附效果最好,等温吸附过程遵循Langmuir方程.     

生物炭制备方法的研究进展

生物炭是一种新型材料,其稳定性高、吸附能力强,在提高土壤肥力、促进作物生长和环境修复等方面具有重大的应用潜力.综述了生物炭的制备方法,在文献的基础上讨论了生物炭的应用,并对后续的研究进行了展望.     

磷酸和热解温度对生物炭结构和性质的影响

采用磷酸活化油菜秸秆热解法制备生物炭,并考查磷酸浓度、热解温度对生物炭性质的影响.研究结果表明:升高热解温度,所得生物炭中脂肪碳减少,芳香性物质增加,灰分质量分数下降,生物炭的比表面积、外表面积、中孔孔容随温度升高而增大;加大磷酸浓度,生物炭微孔面积、微孔孔容和平均孔径减小,微孔数量减少,所得生物炭平均孔径均大于2 nm,为介孔材料.     

载铁中药渣生物炭吸附水中对乙酰氨基酚的性能研究

【目的】为医院和生活污水处理厂等场所排放的废水和污泥中的微量抗生素处理提供新策略。【方法】通过制备中药渣生物炭（CMRB）及其复合材料（Fe@CMRB）用于去除废水中对乙酰氨基酚（ACE）。重点探究了反应时间、ACE初始浓度、载铁生物炭投加量、pH值等对ACE的吸附影响。【结果】相较于CMRB,Fe@CMRB具有更强的ACE吸附能力；Fe@CMRB吸附ACE的最佳反应条件为：反应时间2 h、ACE浓度5 mg/L、投加量1 g/L、pH值7～11，其最大吸附率为88.9%。【结结论论】以上结果表明，Fe@CMRB可以作为一种有效的ACE吸附材料。     

Mg（OH）2改性天然磷矿粉处理含Cd2+废水的研究

用Mg(OH)2乳状液改性天然磷矿粉制成复合型吸附剂.采用分光光度法研究该吸附剂对Cd2+的吸附性能.考察了复合型吸附剂中磷矿粉与Mg(OH)2质量比、吸附剂的用量、吸附时间以及溶液pH值对吸附性能的影响.实验结果表明,这四种因素对Cd2+的吸附均有显著的影响.当吸附剂配比(磷矿粉与Mg(OH)2质量比)为1∶1时,在吸附剂用量为1.0 g/L,吸附时间为1 h,温度为30℃,Cd2+的初始浓度为0.1 mg/L,溶液为近中性(pH=6~7.5)的条件下吸附效果最佳,Cd2+的去除率可达83.5%.     

生物炭的制备、改性及其环境效应研究进展

生物炭是生物质材料在隔绝空气的条件下经高温热解或者水热碳化法得到的富碳物质,在可持续能源、农业土壤改良和环境修复等方面应用广泛.本文对生物炭的制备及改性,生物炭改善土壤质量、去除环境中污染物等进行总结,并对生物炭的研究前景和方向进行展望,旨在为生物炭的进一步研究和应用提供参考.     

Nd（Ⅲ）及其配合物对重金属镉污染植物的缓解作用

以盆栽法研究了Cd(Ⅱ)对绿豆、小白菜和菠菜的伤害以及Nd(Ⅲ)及其配合物二(苯氧乙酸根)—8—羟基喹啉合钕(Ⅲ)(Nd(POA)2．hq)对Cd(Ⅱ)伤害的缓解效应。结果表明,200mg/L的Cd(Ⅱ)严重抑制绿豆、小白菜和菠菜的生长与代谢,叶面喷施NdCl3及Nd(POA)2．hq一次,能缓解Cd(Ⅱ)造成的伤害。     

槐糖脂强化修复Cd污染的土壤

以芥菜为修复植物,采用生物表面活性剂槐糖脂对Cd污染土壤进行强化修复.考察不同Cd质量浓度污染土壤、槐糖脂施加质量浓度以及槐糖脂施加时间等因素对芥菜生长和修复效果的影响,用ICP-MS对根和叶中Cd的质量浓度进行了测定.结果表明,一定质量浓度的Cd能促进芥菜生长.随着土壤中Cd质量浓度的增加,根和叶中Cd质量浓度和Cd吸收量也都增加.当土壤Cd质量浓度为50 mg/kg,分别在植物生长旺盛期和生长后期施加0.05 g/kg的槐糖脂时,植物的生物富集因子(BCF)和转移因子(TF)分别达到最大.可见,槐糖脂对Cd污染土壤具有一定的修复潜能.     

浅谈生物炭对土壤肥料的作用

生物炭是近年来研究的热点问题,生物炭的应用为生物能源生产、土壤改良、温室气体的解决、肥料创新提出了新型解决方案。同时,生物炭对于土壤肥料也具有一定的改良效果,本文主要就生物炭对土壤肥料的作用进行分析。     

基于生物炭及活性炭沉积物原位修复过程生物毒性变化研究

研究模拟了白洋淀清淤搅动后铺洒生物炭以及活性炭对上覆水生物毒性影响效果,共在白洋淀中设立6个围隔(1搅动空白;2铺洒空白;3生物炭薄;4生物炭厚;5活性炭薄;6活性炭厚),通过人力搅动的形式模拟清淤过程,搅动结束后迅速铺洒不同厚度的活性炭与生物炭并于不同时间段采集上中下3层上覆水,测定其发光细菌毒性。结果表明:该区域在未搅拌的情况下,水体的毒性在中等毒性等级;当我们将水体沉积物进行搅拌,使其悬浮在水中时,水体的毒性明显降低,降低至低毒性等级;当我们搅拌并加入一定量的生物炭时,水体的毒性呈现较大幅度波动,但均值处于中等毒性等级;当我们在搅拌的情况下加入一定量的活性炭,水体的毒性同样出现较大波动,但毒性总体处于中等毒性等级。研究对清淤后生物炭原位覆盖过程的生物毒性与风险具有借鉴意义。     

香樟叶生物质炭制备及其吸附孔雀石绿性能研究

该文在温度300℃、450℃、600℃、750℃下热裂解香樟叶制备香樟叶生物质炭,采用比表面积仪、扫描电镜、热失重仪表征了香樟叶生物质炭的物理性质,并研究了不同温度下制备的香樟叶生物质炭吸附阳离子染料孔雀石绿的性能.结果表明:450℃、600℃、750℃制备的香樟叶生物质炭为一种对热稳定的大孔和介孔吸附材料,并对孔雀石绿呈现优良的吸附性能,吸附过程遵循Langmiur模型.结论:在450℃、600℃、750℃条件下制备的香樟叶生物质炭可作为一种潜在的处理含阳离子污染物废水的吸附材料.     

二乙烯三胺改性山竹壳吸附水溶液中的Cd~(2+),Pb~(2+)

采用二乙烯三胺改性山竹壳,制备新型改性山竹壳吸附剂,研究其对Cd2+,Pb2+的吸附性能.结果表明,吸附Cd2+,Pb2+的适宜条件为:pH值6.0,吸附时间120 min.改性后山竹壳吸附剂对Cd2+,Pb2+的吸附容量能有很大程度的提高,Cd2+,Pb2+最大吸附量分别达到20.49,37.04 mg·g-1.吸附过程可以很好地用准二级动力学方程描述,吸附等温线用Langmuir方程的拟合效果优于Freundlich方程.     

三乙烯四胺修饰介孔ZrO_2的合成及其CO_2吸附性能研究（英文）

合成介孔ZrO_2并采用三乙烯四胺修饰制备CO_2吸附剂.采用X-射线粉末衍射、低温N_2吸附-脱附、傅里叶红外、X-射线光电子能谱、色散光谱、热重及CO_2程序升温脱附等表征手段对合成材料的理化性质进行表征.吸附剂的吸附性能在CO_2浓度为5%的流动气流中进行测定.研究结果表明通过三乙烯四胺改性的介孔ZrO_2对CO_2有较好的吸附性能,适当增加CO_2气体流速能促进吸附而提高吸附温度对吸附不利.当三乙烯四胺的负载量为200mg,CO_2气体流速为20 cm~3·min~(-1),吸附温度为75℃时,吸附剂表现出最好的吸附性能,最大吸附容量达到4.16mmol·g~(-1),该条件下吸附剂还具有很好的重复使用性能.因此其突出的吸附能力和良好的重复利用性表明三乙烯四胺改性的介孔ZrO_2在CO_2吸附方面具有潜力.     

给水厂残泥免烧陶粒对铅、镉解吸再生性能研究

为全面探究给水厂残泥免烧陶粒(UCWTR)在实际重金属废水处理应用中的可行性,该研究利用批量解吸与动态吸附实验,研究了UCWTR对Pb、Cd的解吸与再生性能.研究结果表明:EDTA、稀HCl、柠檬酸、草酸溶液对UCWTR中Pb、Cd的解吸效果较好,解吸率均可达到80%以上;盐类和碱性溶液对Pb、Cd的解吸效果较差,解吸率均低于15%;对解吸过程中UCWTR质量损失而言,稀HCl解吸后,UCWTR质量损失率高达8.3%,EDTA、柠檬酸和草酸解吸造成的UCWTR质量损失率均在3%左右.综合考虑解吸剂重金属敖合能力与解吸过程中UCWTR质量损失,EDTA和柠檬酸适宜作为UCWTR中Pb、Cd解吸剂.EDTA和柠檬酸对UCWTR中Pb、Cd的最佳解吸时间分别为8 h和6 h,最佳解吸浓度均为0.1 mol/L,解吸后的UCWTR与新制备的UCWTR动态吸附Pb、Cd的能力相近.可见,EDTA和柠檬酸作为解吸剂可实现UCWTR有效再生,UCWTR可作为吸附材料在重金属废水处理中循环利用.     

壳聚糖对胆红素吸附性能的研究

探讨了在常温下以具有良好生物相容性且无溶血效应的壳聚糖为吸附剂对胆红素的吸附条件,以及在一定条件下壳聚糖对胆红素吸附的摩尔比的测定.结果表明在一定温度且接近人体血液pH值的条件下,壳聚糖对胆红素有良好的吸附性能,壳聚糖对胆红素吸附的摩尔比是1:1.     

毛竹生物炭对白洋淀模拟清淤后降浊效果评价

生物炭常被用来制作沉积物原位覆盖材料,以减少沉积物内源污染的释放。研究模拟了白洋淀清淤后铺洒生物炭以及活性炭对上覆水的降浊效果,共在白洋淀中设立6个围隔(搅动空白;铺洒空白;生物炭薄;生物炭厚;活性炭薄;活性炭厚),通过人力搅动的形式模拟清淤过程,搅动结束后迅速铺洒不同厚度的活性炭与生物炭并于0 min、1 min、2 min、5 min、10 min、20 min、60 min、120 min、540 min后测定围隔内表层、中层以及底层的悬浮颗粒物质量浓度。结果表明:生物炭投加后在第2分钟达到极大值,而活性炭投加后第1分钟即达到极值。无论生物炭或者活性炭,短期内(120 min)都没有降浊效果,反而是悬浮颗粒物的污染源。但在540 min时,与搅动空白对比,仅活性炭有一定的降浊效果。投加活性炭的水体浊度下降趋势优于投加生物炭的水体。无论生物炭还是活性炭,铺加层越厚,水体越浑浊。研究结果对清淤后生物炭原位覆盖过程的降浊效果与风险具有借鉴意义。     

啤酒酵母对水中Cr（VI）的吸附研究

采用啤酒酵母作吸附剂吸附水中Cr(VI),考察了吸附时间、吸附剂用量、pH值和初始浓度对吸附效果的影响.研究发现,吸附效果受pH值影响最大,当pH值为2~3时Cr(VI)的去除效果最好.啤酒酵母对Cr(VI)的吸附遵循Langmuir和Freundlich等温线方程,符合拟二级动力学模型,实验结果表明啤酒酵母是一种有效去除废水中Cr(VI)的生物吸附剂.     

啤酒酵母对水中Cr(Ⅵ)的吸附研究

采用啤酒酵母作吸附剂吸附水中Cr(Ⅵ),考察了吸附时间、吸附剂用量、pH值和初始浓度对吸附效果的影响.研究发现,吸附效果受pH值影响最大,当pH值为2～3时Cr(Ⅵ)的去除效果最好.啤酒酵母对Cr(Ⅵ)的吸附遵循Langmuir和Freundlich等温线方程,符合拟二级动力学模型,实验结果表明啤酒酵母是一种有效去除废水中Cr(Ⅵ)的生物吸附剂.     

离子液体功能化石墨烯对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能研究（英文）

利用离子液体[A336][P507]通过电化学方法一步功能化石墨烯。功能化的石墨烯标记为GNSA,并对其进行了FESEM、FT-IR和XPS等表征。由于石墨烯的特殊表面和[A336][P507]的萃取性能,GNSA作为一种吸附剂,研究了其消除污水中Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的性能。主要考察了GNSA在不同p H值、接触时间和初始浓度等条件下对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能影响。在循环使用5次后,GNSA仍然保持优异的Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)吸附性能。GNSA作为金属离子吸附剂具有巨大的应用潜力。