玉米秸秆水热炭制备及其对水中阿特拉津吸附

为解决农业资源废弃物作物秸秆的综合利用及水体农药污染问题,以玉米秸秆为原料,采用水热炭化法制备水热炭,并利用扫描电子显微镜(SEM)和Fourier变换红外光谱(FT-IR)法对玉米秸秆水热炭的表面形貌和官能团进行表征,通过实验室模拟研究不同pH值、离子强度、初始浓度以及制备温度对玉米秸秆水热炭吸附水中阿特拉津的影响....     

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...     

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.     

水稻秸秆生物炭对诺氟沙星的吸附性能研究

以水稻秸秆为原料,在300℃、400℃、500℃和600℃4个温度下制备生物炭,分别利用Boehm滴定、比表面积等方法对其进行表征,并研究了4种生物炭对诺氟沙星的吸附特征。结果表明,随着热解温度的升高,生物炭产率下降,表面碱性官能团数量和比表面积逐渐增加。4种生物炭对诺氟沙星的吸附率为B600B500B400B300,在投加量为0.4 g时,B600和B500的吸附率几乎接近100%,远高于B400和B300。对4种生物炭对诺氟沙星的吸附等温线进行拟合,B600符合Langmuir方程,其余3种符合Freundlich方程。4种生物炭对诺氟沙星的吸附反应过程满足准二级动力学方程,相关系数R20.9887,其中B300对诺氟沙星的吸附速率最大。     

玉米秸秆生物炭对重金属镉、铅的吸附性能

利用玉米秸秆制备生物炭,进行吸附重金属Cd~(2+)和Pb~(2+)试验,分析生物炭吸附重金属的吸附量及吸附效率.试验结果表明:Cd~(2+)的最优吸附条件是pH为5,120 min吸附平衡.Pb~(2+)的最优吸附条件是pH为1,60 min吸附平衡;生物炭对养殖废水中Pb~(2+)和Cd~(2+)具有较好的吸附效果,吸附去除率分别为85%和98%,生物炭对Pb~(2+)的吸附效果明显优于Cd~(2+);Cd~(2+)和Pb~(2+)在秸秆生物炭表面上的吸附过程符合Freundlich等温吸附模型.     

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...     

低温密封法制备玉米秸秆不同部位生物炭及特性比较

针对玉米秸秆利用困难问题,探索玉米秸秆制备生物炭工艺及其理化性能,采用密封限氧法,以玉米秸秆皮、瓤、根为研究对象,分别在300 ℃/45 min、500 ℃/ 30 min、700 ℃/15 min条件下制备生物炭并分析其特性,包括炭产率、pH值、灰分含量、红外光谱和扫描电镜分析。结果表明：在300~700 ℃时,随温度升高,炭产率降低,热解失重速率先增后减,pH值均升高;相同条件下,生物炭特征吸收峰基本相同,表现为表面官能团总量减少,酸性官能团降低,碱性官能团增加。综合分析,秸秆根生物炭与秸秆瓤、秸秆皮生物炭材料功能性相近,研究结果可为玉米秸秆根部的资源化利用提供理论依据和技术支持。     

大豆秸秆生物炭对废水中Ni(II)的吸附性能

为了能以更有效更经济的方法去除废水中的Ni(Ⅱ),选用成本低廉的大豆秸秆制备生物炭作为吸附剂,研究了炭化温度、溶液pH、吸附剂投加量、溶液温度、Cd(Ⅱ)质量浓度对吸附效果的影响,得到了最佳的吸附条件,开拓了去除重金属镍的新方法,同时研究了生物炭对Ni(Ⅱ)的吸附动力学和吸附等温线。实验表明,大豆秸秆生物炭对Ni(Ⅱ)有较好的吸附性能,Ni(Ⅱ)质量浓度为20mg/L,炭化温度为500℃,pH为7,投加量为0.2g,室温为25℃,Cd(Ⅱ)质量浓度为0为最佳吸附条件。吸附反应符合准二级动力学方程。吸附等温线符合Langmuir模型,25℃时饱和吸附量为14.38mg/L。扫描电镜分析显示,炭化使得秸秆孔道结构增多,表面粗糙程度加剧,比表面积增大,从而提高了吸附性能。     

玉米秸秆生物炭对甘肃农村窖水水质污染处理效果研究

对甘肃农村水窖的内部结构、用户的需求和可操作性方面进行考察,初步设想出玉米秸秆生物炭净化水窖水质污染的工艺装置,从理论上能够达到对局域窖水水质进行净化的目的。为了证明装置的可行性,按照净化原理,做出实验室规模净化农村窖水水质的实验装置,针对水窖污染较严重的两种代表性污染指标浊度、CODMn等模拟原窖水进行研究,结果表明:玉米秸秆生物炭-砂慢滤池对各项污染物去除率均高于普通石英砂慢滤池,当原水浊度在4.5～18.10NTU内波动时,系统具有很强的抗冲击负荷能力,出水浊度稳定,低于1.0 NTU,去除率高达92.12%;而普通石英砂慢滤池对浊度的去除率只有70.86%,且出水浊度波动较大。当原水CODMn在3.97～7.1mg/L变化时,系统具有抗冲击负荷能力,玉米秸秆生物炭-砂慢滤池对CODMn平均去除率为53.48%左右;而普通的石英砂慢滤池对CODMn的平均去除率仅为11.79%左右,且去除率随着原水水质的变化波动较大。     

添加不同比例玉米生物炭的堆肥腐殖质光谱学表征

对于当今污泥量剧增的趋势,添加生物炭的污泥堆肥是处理污泥较好的办法。本文基于理化性质和光谱学表征来研究添加不同比例玉米生物炭的堆肥腐殖质,结果发现生物炭能延长堆肥高温期1-2天;pH、电导率（electrical conductivity,EC）、有机质含量（organic matter content,OM）等指标均表明四组堆肥效果得到提升且实验组数值优于对照组。在紫外-可见光谱和傅里叶红外光谱可以看出S2、S3组有更多的类腐殖质物质生成,芳香族化合物增多,腐殖化程度提高,说明添加10%和15%玉米生物炭有更好的堆肥效果。在三维荧光光谱分析中,经堆肥后四个处理组可溶性微生物副产品逐渐转化为类腐殖质,且添加生物炭能促进其转移效果,有更高的荧光峰值。从胡敏酸平行因子分析中可以得到添加生物炭可以使堆肥腐殖质含量增多,但各处理组胡敏酸的各组分含量变化有所差异。     

玉米秸秆预处理优化实验条件研究

目的:探索一种高效预处理玉米秸秆的方法.方法:低浓度的湿热酸或碱在高压蒸汽(121℃,0.1 Pa)条件下,对玉米秸秆进行预处理.结果:从还原糖产量方面考虑,以1%硫酸按固液比1∶5处理玉米秸秆40 min为最宜.从木质素降解方面考虑,相同条件下氢氧化钠预处理,还原糖产量极低,但木质素含量降低明显,有利于进一步酶解作用.     

基于生物质废料玉米秸秆多孔碳的合成、表征及电容性能研究

以玉米秸秆为碳源、ZnCl_2为刻蚀剂,通过调控玉米秸秆与ZnCl_2的相对用量得到一系列多孔碳材料(YAC-x).利用XRD、Raman、XPS、TEM、N2adsorption-desorption等手段对其进行表征,并利用三电极超级电容器体系测试其电化学性能.结果表明,与未经刻蚀的玉米秸杆碳(YC)相比,所制多孔碳材料具有更丰富的孔结构及更为优异的超级电容性能,其中YAC-4最为突出,当电流密度为1A/g时,比电容为236.8F/g,这是源于其大的孔容(Vp=1.11cm~3/g)和高比表面积(SBET=2060m~2/g).     

玉米秸秆水解的酶法与稀酸法比较

探讨玉米秸秆在纤维素酶及稀酸作用下的水解方法,并从水解影响因素（水解时间、温度、底物浓度等）及水解机理上,比较了两种纤维素酶与稀硫酸对玉米秸秆水解特性.结果表明：由于酶和酸的水解机理不同,对玉米秸秆的水解影响也不一样,酶水解速度慢,水解得率高,条件温和;稀酸水解速度快,水解得率低,对设备要求高.如果酸和酶结合,则玉米秸秆水解得率有很大的提高.     

玉米秸秆调质装置的试验

为便于玉米秸秆的快速干燥回收,需对摘穗后的玉米秸秆进行压裂、破节等调质处理。本文通过对背负式玉米收获机的结构分析,确定了与其配套的调质装置,并以玉米秸秆含水率变化为试验指标,以调质辊间隙和调质辊转速为试验因素进行了双因素试验,找出最优参数组合,为玉米收获机械扩展秸秆调质功能提供了参考依据。     

玉米秆成型燃料氧气-水蒸气气化试验研究

利用小型层式下吸式固定床反应器研究了玉米秆成型颗粒燃料在氧气-水蒸气气氛中的气化反应,通过在线测量温度和气体产物组分变化,分析了在固定当量比下玉米秆颗粒燃料氧气-水蒸气的固定床气化反应机理.本次试验测定的玉米秆颗粒燃料在0.3当量比下利用纯氧气化的气体产物中氢气含量为19.39％,远小于流化床富氧气化传统文献报道值.通...     

玉米秸秆的等温干燥试验及干燥速度的回归分析

利用综合热分析仪,进行不同温度下同一初含湿量的玉米秸秆等温干燥试验,通过对等温干燥曲线分析认为,玉米秸秆等温干燥过程可分为预热、恒速干燥和降速干燥3个阶段.再分别对后两个阶段的试验数据进行回归分析,得出不同干燥阶段下干燥速度回归方程,并通过理论分析计算出初含湿量为70%的玉米秸秆在130℃等温干燥时降速干燥段的起始点和最佳结束点,进而为农作物秸秆干燥技术的研究提供参考依据.     

KMnO4和KOH改性椰壳生物炭的制备及其去除废水中铀的机理研究

用KMnO₄和KOH对椰壳生物炭进行改性,制备成改性椰壳生物炭。采用傅立叶红外光谱对其进行了表征,探究了吸附剂投加量、温度、溶液pH和U(VI)初始质量浓度对U(VI)吸附性能的影响,分析了其吸附铀的机制。结果表明:在T=298 K、c₀=10~80 mg/L,pH=5的条件下,改性椰壳生物炭对U(VI)的吸附能力达到4.82 mg/g;改性椰壳生物炭的—OH可与U(VI)发生络合反应;改性椰壳生物炭对U(VI)的吸附符合准二级动力学模型、粒子内扩散模型以及Langmuir等温吸附模型。     

功能化生物炭吸附水中无机污染物的研究进展

生物炭作为一种多孔材料可用于污染水体修复,但生物质直接制备的原始生物炭通常吸附能力有限且回收再利用和固液分离困难。以原始生物炭为基础,通过各种改性技术制得的功能化生物炭在水处理领域表现出巨大的应用潜力。归纳和分析了近年来功能化生物炭对水体无机物污染物的吸附研究,总结了吸附水体无机污染物的功能化生物炭的制备方法、吸附性能、机制和影响因素。在此基础上,从实际应用、经济和技术可行性等方面提出了今后研究的重点。     

玉米秸秆水热法催化液化研究

利用玉米秸秆为原料研究其在高压反应釜中的水热法液化过程.结果表明,反应温度为390℃,反应停留时间为15 min左右,升温速率为10℃min-1时,,生物油的得率最高.生物油的热值较高,成分也比较复杂.生物质的水热法液化能获得高能量密度产物,是一种具有良好发展前景的生物质转化技术.