氨基化生物质炭吸附水中汞离子性能研究

采用水热法由石榴皮制备氨基化生物质炭,用于吸附水中汞离子,考察了溶液pH值和汞离子初始浓度对吸附的影响。结果表明,氨水作为溶剂可明显增加生物质炭的氮含量,吸附能力显著提高;吸附动力学符合准二级速率方程。pH值对吸附影响较大。吸附等温线可用Langmuir方程进行拟合;在pH=4.0时,氨基化生物质炭对汞离子的最大吸附容量为483.5 mg/g,几乎为未进行氨基化改性碳材料(123.0 mg/g)的4倍。该氨基化生物质炭用于PVC工业废水处理,废水中汞离子的去除率达99.7%,处理后的废水可达排放标准。     

秸秆生物炭吸附废水中Ni(Ⅱ)的实验研究

在300、500、700℃条件下制备玉米秸秆生物炭(BC300、BC500、BC700),研究了吸附时间、生物炭投加量、溶液初始pH值对Ni(Ⅱ)去除效果的影响.结果表明:玉米秸秆生物炭对溶液中Ni2+的去除率随着吸附时间的增加而增加,在120 min时,BC300、BC500、BC700去除率分别达到76.1％、81.4％和92.8％,此时生物炭的吸附量分别为9.51、10.18、11.6 mg·g-1,Ni2+的去除率随生物炭投加量以及pH的升高均不断增加,且高温热解的生物炭,其吸附效果更好.正交实验表明,4个因素中pH值对镍的去除率影响最大,其次分别为生物炭投加量、吸附时间和生物炭的制备温度.     

核桃壳水热炭对六价铬的吸附特性

以核桃壳为前体采用水热炭化法制备水热炭,利用低温液氮物理吸附仪和傅里叶变换红外光谱仪测定水热炭的孔结构和表面官能团;实验研究其对液相中Cr(Ⅵ)的吸附特性,考察吸附剂加入量、Cr(Ⅵ)初始浓度、pH值、吸附时间等因素对吸附效果的影响。结果表明,水热炭的孔径分布范围较宽,表面含氧官能团丰富,能够很好地吸附溶液中的六价铬;溶液pH值对Cr(Ⅵ)的脱除影响很大,pH值呈酸性时吸附效果较好,pH值为2时脱除率达98.85%.当反应温度35℃、Cr(Ⅵ)初始浓度50mg/L、水热炭投加量为16g/L、pH值为6、吸附时间为100min时,Cr(Ⅵ)离子的去除率可达98%以上。核桃壳水热炭对Cr(Ⅵ)具有良好的吸附能力,吸附过程符合准二级吸附动力学模型,可用Freundlich吸附等温模型来描述,吸附等温线的线性相关性显著。     

不同热解温度生物炭对溶液中镉的吸附性能研究

以玉米秸秆、枫杨树枝、花生壳为生物质材料,分别在450、550、650℃下,对3种生物质材料进行厌氧热解制备了9种生物炭,对溶液中的Cd2+进行吸附试验,研究了pH、生物炭投加量、吸附时间和Cd2+初始质量浓度对Cd2+吸附效果的影响。结果表明,吸附过程与Langmuir、Freundlich和准一级动力学方程拟合的相关性较好。pH对吸附的影响较大,吸附率与生物炭的投加量呈正比,650℃制备的3种生物炭的吸附能力更强,花生壳生物炭对溶液中的Cd2+具有更好的吸附能力。     

玉米秸秆生物质炭对铅的吸附动力学特征

选用玉米秸秆为原材料,采用限氧裂解法制备生物质炭。研究了其对Pb⁽²⁺⁾的吸附动力学特征,并探讨了不同温度、pH值、离子强度对吸附效果的影响。结果表明,生物质炭对Pb(2+)的吸附动力学特征,并探讨了不同温度、pH值、离子强度对吸附效果的影响。结果表明,生物质炭对Pb⁽²⁺⁾的吸附过程均表现一致,0(2+)的吸附过程均表现一致,0⁴ h内为快速吸附阶段,吸附速率较快,此后呈现为慢速吸附阶段,直至30 h基本达到吸附平衡。随着温度(254 h内为快速吸附阶段,吸附速率较快,此后呈现为慢速吸附阶段,直至30 h基本达到吸附平衡。随着温度(25⁵5℃)和pH值(355℃)和pH值(3⁶)的升高,生物质炭对Pb6)的升高,生物质炭对Pb⁽²⁺⁾的饱和吸附量增加。而随着离子强度(CaCl_20.005(2+)的饱和吸附量增加。而随着离子强度(CaCl_20.005⁰.05 mol/L)的增大,生物质炭对Pb0.05 mol/L)的增大,生物质炭对Pb⁽²⁺⁾的饱和吸附量降低。拉格朗日准二级动力学方程能更好的拟合生物质炭对Pb(2+)的饱和吸附量降低。拉格朗日准二级动力学方程能更好的拟合生物质炭对Pb⁽²⁺⁾的吸附过程。说明该吸附过程为化学吸附。且内扩散模型对吸附初始阶段的数据拟合效果也较好,这表明Pb(2+)的吸附过程。说明该吸附过程为化学吸附。且内扩散模型对吸附初始阶段的数据拟合效果也较好,这表明Pb⁽²⁺⁾在生物质炭上吸附速率同时受颗粒内扩散过程和外扩散过程的控制。     

磁性生物质炭的制备及在污染水体中的应用

介绍了磁性生物质炭的制备方法及所需的原料,尤其是在污染水体中的应用。阐述了磁性生物质炭的制备方法,包括浸渍-热解法、液相还原法、共沉淀法和物理混合法,并指出各种制备方法的优缺点。重点分析了磁性生物质炭吸附污染物的影响因素及机理,发现磁性生物质炭的热解温度及投加量、溶液的pH、反应时间、污染物的初始浓度、吸附温度和溶液中其他竞争离子等对污染物吸附效果都有一定的影响,而且其吸附机理比较复杂,关键的吸附机理包括物理吸附、离子交换、静电吸附、共沉淀、表面络合等。详细总结磁性生物质炭在污染水体中的应用,磁性生物质炭已广泛用于去除水体中的各种污染物,包括重金属、无机阴离子、抗生素、农药、有机染料及核污染物。此外,还对磁性生物质炭的再生和回收进行了评价。     

热改性生物质炭微球及对水中结晶紫的吸附

利用油茶果壳制备了一种生物质炭微球,并且对其进行热改性后用于对水中结晶紫的吸附去除研究。BET表征结果表明改性后的炭微球中有较多中孔结构,比表面积可达349.240m~2/g。吸附实验考察了溶液吸附动力学、溶液pH值的影响和等温吸附。实验结果表明在结晶紫溶液的pH为8时其吸附效果最佳,动力学实验结果表明在120min时油茶籽壳生物质炭微球对结晶紫的吸附可达到吸附平衡,且动力学拟合的结果显示其动力学吸附行为更符合拟二级动力学模型。吸附等温线数据较符合Langmuir模型(R20.96),在25℃下,热改性处理后的油茶籽壳生物质炭微球吸附结晶紫的最大吸附量达到了40.1mg/g。     

玉米秸秆生物质炭对铅的吸附动力学特征

选用玉米秸秆为原材料,采用限氧裂解法制备生物质炭。研究了其对Pb~(2+)的吸附动力学特征,并探讨了不同温度、pH值、离子强度对吸附效果的影响。结果表明,生物质炭对Pb~(2+)的吸附过程均表现一致,0~4 h内为快速吸附阶段,吸附速率较快,此后呈现为慢速吸附阶段,直至30 h基本达到吸附平衡。随着温度(25~55℃)和pH值(3~6)的升高,生物质炭对Pb~(2+)的饱和吸附量增加。而随着离子强度(CaCl_20.005~0.05 mol/L)的增大,生物质炭对Pb~(2+)的饱和吸附量降低。拉格朗日准二级动力学方程能更好的拟合生物质炭对Pb~(2+)的吸附过程。说明该吸附过程为化学吸附。且内扩散模型对吸附初始阶段的数据拟合效果也较好,这表明Pb~(2+)在生物质炭上吸附速率同时受颗粒内扩散过程和外扩散过程的控制。     

高吸水树脂对Cu~(2+)离子的吸附研究

本文考察了金属离子初始浓度、树脂投放量、吸附温度、pH值对高吸水树脂吸附重金属Cu2+离子效果的影响。实验结果表明:高吸水树脂对溶液中重金属Cu2+的吸附随重金属离子浓度的增大而增大;随着吸附温度的升高而增加,吸附温度为80℃时吸附容量可达101.51mg/g;随着树脂投放量的增加,树脂对金属Cu2+的吸附容量呈下降趋势;高吸水树脂对溶液中Cu2+的去除率最大值出现在pH为5左右。     

生物炭对重金属(Zn)的吸附特性及动力学

在300～700℃下制备了水葫芦炭和玉米秸秆炭,研究了生物质种类、热解温度、溶液初始pH和Zn(Ⅱ)初始浓度对两种生物炭吸附溶液中Zn(Ⅱ)的影响,并结合吸附过程曲线拟合获得了吸附动力学模型。结果表明：随着热解温度的升高,生物炭理化特性发生显著变化,生物炭的挥发分、氧含量、氢含量以及O/C和H/C显著降低,而固定碳、灰分和热值显著升高,生物炭的比表面积、总孔容、微孔容、pH以及KCl等盐类物质均得到了显著增加。随着溶液初始pH增加,生物炭对Zn(Ⅱ)的吸附能力呈现先快速增加然后逐步趋于稳定或稍有下降的趋势,不同生物炭的最大平衡吸附量出现在pH=4~6之间。Zn(Ⅱ)初始浓度<30mg/L时,生物炭对Zn(Ⅱ)平衡吸附量随溶液Zn(Ⅱ)初始浓度的增加呈线性快速增长,而当Zn(Ⅱ)初始浓度>30mg/L,其平衡吸附量增长趋势变缓。在相同Zn(Ⅱ)初始浓度下,随着热解温度的提高,生物炭对溶液中Zn(Ⅱ)平衡吸附量逐渐提高,且在同一热解温度下制备的水葫芦炭对Zn(Ⅱ)的平衡吸附量显著高于玉米秸秆炭。两种生物炭对溶液Zn(Ⅱ)的吸附符合Lagergren准二级动力学模型,其吸附过程均受化学吸附控制,水葫芦炭和玉米秸秆炭对Zn(Ⅱ)吸附机制主要包括含氧官能团的络合作用和无机盐离子的沉淀作用。     

Cu Al-LDHs/生物质炭的制备及对水中磷的去除

采用水热法制备铜铝层状双金属氢氧化物,负载在剑麻生物质炭上,得到CuAl-LDHs/生物质炭,通过SEM、BET、XRD和FTIR等对结构进行表征,考察了初始pH值、投加量、吸附时间和温度等对吸附除磷的影响,并讨论了吸附动力学与等温吸附特性。结果表明,制备的材料结晶度高、粒径小,平均孔径为4.37 nm;吸附动力学和吸附等温线分别符合准二级动力学方程和Langmuir吸附等温方程。在pH为8.0,温度25℃时,对磷的最大吸附容量可达78.56 mg/g。     

铁树叶水热炭及其去除溶液中铀U（VI）的研究

本文选用铁树叶为原料,采用温和的水热法制备出生物质炭.采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）探讨材料的成分,研究了溶液的初始pH值、初始铀浓度、温度和时间对吸附铀性能的影响,并从吸附热力学、动力学方面分析水热炭对U（Ⅵ）的吸附过程,探讨其吸附机理.结果表明溶液pH对吸附量的影响尤为显著,当pH为7时达到最大吸附量（54.66mg g-1）;在30 min时达到吸附平衡;吸附量随温度升高而不断增大.动力学研究结果表明铀在水热炭上的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温方程,Langmuir饱和吸附容量为56.5 mg g-1;热力学研究结果显示△H0=34.67 kJ mol-1,△G0＜0,吸附过程在考察温度范围内为自发的吸热反应过程.     

腐殖酸对生物炭去除水中Cr(Ⅵ)的影响机制研究

以污泥生物炭作吸附剂处理水中Cr(Ⅵ),研究了共存腐殖酸对生物炭吸附性能影响。结果表明,腐殖酸能显著促进生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附,大幅提高吸附量以及缩短吸附平衡时间,生物炭吸附过程符合准二级动力学模型。在溶液初始pH4.0,生物炭浓度20g/L,Cr(Ⅵ)初始浓度在50～800mg/L范围下,Langmuir模型比Freundlich模型更好地描述等温吸附行为。加入腐殖酸(20mg/L)后,拟合得到的理论饱和吸附量达10.10mg/g,较未加入腐殖酸的吸附量5.56mg/g提高近1倍。在pH2.0～8.0范围内,吸附量随溶液初始pH值升高而减小。     

铁炭内电解法处理β-萘酚废水的研究

利用内电解法处理β-萘酚废水,研究了溶液初始pH值、停留时间、铁屑粒度、铁炭比对内电解工艺处理效果的影响,得出内电解法处理β-萘酚废水的最佳工艺条件。研究结果表明,在溶液初始pH值为2.5,铁屑粒度为0.9 mm,铁炭质量比为5:1,停留时间为120 min时,β-萘酚去除率达95.7%,溶液总炭(TC)去除率达96.4%,处理效果优于纯炭吸附法。     

生物质吸附剂——改性玉米芯对印染废水脱色性能研究

研究了生物质吸附剂--改性玉米芯对印染废水的脱色特性.考察了吸附时间、pH值、初始浓度、吸附剂用量、温度、染料结构等对印染废水脱色效果的影响,发现主要影响因素为吸附时间、pH值和初始浓度.改性玉米芯时50 mL印染废水脱色的最佳处理条件为:pH值2、对酸性大红和直接深蓝的吸附时间分别为60 min和30 min、初始浓度50 mg·L-1、吸附剂用量1.0 g.在此条件下,脱色率可迭95%以上,实现了以废治废、变废为宝的目的.     

改性生物质炭/缓释氧剂复合材料的制备及其性能研究

将生物质炭、过氧化钙和有机生物絮凝剂联合改性、吸附结合研制出改性生物质炭/缓释氧剂复合材料,对其进行表征分析,并结合pH、氧化还原电位指标确定去除水体、底泥中重金属镉、砷效果最佳配比的复合材料。结果表明,不同比例制备的复合材料对水体中5 mg/L镉、10 mg/L砷去除率均接近100%,符合地表水水质标准,pH由9.5降至7.0,Eh维持在中度还原状态。此外,当改性生物质炭(BC_(Fe))∶缓释氧剂(BF_(CP))为15∶1质量比时,对于水体镉、砷的去除效果较佳;而当BC_(Fe)∶BF_(CP)为15∶5和15∶1时制备的复合材料稳定化底泥中镉、砷效果较佳,pH处于中性,Eh低于200 mV。     

响应曲面法优化茶渣生物质炭对土壤氮磷吸附

为了实现茶渣高效资源化利用,将400℃热解制备的茶渣生物质炭(TD400)添加至土壤中,探究其对土壤中氮、磷等养分元素固持的影响。通过响应曲面分析法Box-Behnken实验设计原理分析生物质炭添加比、环境pH和反应温度对铵态氮和磷酸盐土壤吸附率的影响。通过模型优化铵态氮最佳吸附条件为：生物质炭添加比1.0%、pH 10、反应温度为15℃;磷酸盐最佳吸附条件为：生物质炭添加配比为1.0%、pH 10、溶液反应温度为35℃。各因素对铵态氮和磷酸盐吸附率的影响大小顺序为：添加土壤配比>溶液反应温度>溶液pH,最佳吸附条件下铵态氮和磷酸盐吸附率分别为60.74%、82.59%,与预测值63.25%和81.54%基本吻合。这表明茶渣生物炭可有效固持土壤或吸附水体中的氮磷,为茶渣资源化利用提供了新思路,研究成果具有一定的理论价值和指导意义。     

竹炭改性泡沫炭材料制备及铜离子吸附性能研究

以酚醛树脂为基体前躯体,竹炭为添加剂,通过发泡、固化及炭化工艺制备出竹炭改性酚醛树脂基泡沫炭材料,研究了其对Cu2+的吸附性能,探究了竹炭含量、吸附时间和溶液pH值对泡沫炭材料吸附Cu2+效果的影响。结果表明:在竹炭含量为7%~10%、吸附时间45 min、溶液pH值为9的条件下,Cu2+的吸附效果最好,并且从微观结构上解释了其对Cu2+吸附能力曲线的变化趋势,解决了泡沫炭因孔径大而难以吸附重金属离子的问题,降低了制备成本,扩大了泡沫炭材料的应用范围。     

沸石吸附去除废水中的砷和氟的实验研究

通过采用静态吸附微污染废水实验,研究了沸石对砷和氟的吸附性能,考察了接触时间、吸附剂量、初始浓度和pH值对沸石吸附能力的影响,实验表明,沸石对污染物砷和氟的最佳吸附时间为60 min;沸石较佳的用量为2 g;沸石对于砷和氟的吸附在低浓度条件下比高浓度下效果要好,沸石较适合于处理低浓度的微污染原水。酸度是吸附的重要影响因素,随着pH值增大去除率升高,但是考虑到成本、腐蚀设备等因素,在实验中不调pH值。     

改性竹基生物炭对铀的吸附特性及其机理分析

为了去除水体中的铀污染,以毛竹为原料,采用化学活化法制备改性竹基生物炭吸附材料。考察了吸附时间、吸附剂投加量、溶液初始pH和初始铀浓度对吸附效果的影响。通过扫描电镜、能谱分析、傅立叶变换红外光谱等分析手段,研究了改性竹基生物炭材料对铀吸附前后表面性质的变化。研究结果表明,改性竹基生物炭材料适用于pH为4.5的含铀水溶液的处理,并且该材料对铀的去除率远远高于竹基生物炭材料。