生物炭吸附重金属离子的研究进展

生物炭在过去的十几年里受到了广泛关注,由于其低成本、环境友好、可再生等优点,在环境管理方面具有良好的应用前景。本文介绍了生物炭的概念、应用和性质,重点综述了生物炭吸附重金属离子的研究进展,并探讨了目前面临的挑战和应用前景。生物炭是在缺氧或无氧条件下热化学转化生物质得到多孔富碳材料,主要用于土壤改良,可以提高作物产量、实现碳封存以及减少温室气体排放,并且在催化、能源和水处理等方面具有潜在的应用。生物炭制备方法包括热解、气化、水热炭化等,生物炭的性质受生物质原料、制备工艺和技术参数影响。重点介绍了生物炭吸附重金属离子的相关研究,包括生物炭吸附重金属离子的影响因素、吸附机理和改性生物炭的制备。通过吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学和表征技术可以揭示表面络合、静电引力、表面沉淀和离子交换等吸附机理。生物炭吸附重金属离子的最新研究主要致力于通过改性提高生物炭的吸附性能,改性方法主要包括物理化学活化以及复合金属氧化物或化合物、功能有机物、纳米粒子等。生物炭吸附重金属离子面临一些问题和挑战,距离实际废水处理应用还有一定差距。     

生物炭材料的制备与改性及其在土壤修复中的应用

综述了生物炭的制备和改性方法,并分析了不同工艺对生物炭理化性质的影响,加深了对生物炭的认识。作为吸附材料,综述了土壤中重金属和有机物的去除以及生物炭的主要作用机理。总结了作为土壤改良剂的生物炭改善土壤pH、养分、氮、磷流失的趋势以及今后的应用趋势。同时,分析了生物炭的潜在风险,以有效避免对环境的可能危害。     

生物炭的制备、改性及其在环境修复中应用的研究进展

介绍了生物炭的制备、改性及表征,尤其是在环境修复中的应用。阐述了生物炭常用的制备方法包括热解法、气化法和水热碳化法,指出生物炭的制备原料和条件决定了生物炭的吸附性能。为了提高生物炭的吸附性能,常通过酸、碱、氧化剂、金属氧化物、有机化合物、紫外辐射、等离子体、复合材料、蒸汽及气体吹扫等方式对其进行改性处理,而改性方法的选择主要取决于应用的环境领域。虽然生物炭已在土壤修复及改良、固碳、有机固废堆肥、废水净化及大气污染治理等领域取得了良好的效果,但是生物炭的固碳效果还需要在不同土壤条件进一步验证,生物炭提高土壤质量的原因还需要进一步研究,生物炭去除土壤中有机污染物的作用机理也有待进一步探明。此外,利用生物炭进行环境修复时,应注意生物炭的稳定性问题,以免造成二次污染。综上所述,生物炭在环境修复中具有广阔的应用前景,但也存在一些问题和挑战需要解决。     

生物炭制备及物性特征用于土壤修复的研究进展

生物炭是由生物质经热解、水热、气化等技术产生的固体物质，是一种绿色修复环境材料，常用于土壤修复、去除重金属及有机物及土壤肥效改良等。从生物炭制备方法及工艺、生物炭的特征及化学微观结构、生物炭对微生物菌群影响等方面进行了综述，分析了生物炭在土壤修复及农业应用的环境效益，为生物炭用于土壤绿色修复提供理论知识。     

生物炭对土壤中重金属作用及影响研究进展

针对土壤重金属污染问题已有许多修复措施,生物炭由于其特殊的结构、良好的经济效益成为了近年来土壤修复领域的研究热点。生物炭作用于土壤重金属的相关机理复杂,且施入土壤会对重金属的环境行为产生影响。简述了目前生物炭在环境保护领域中的相关应用,在如离子交换、表面络合、沉淀作用以及阳离子-π作用等基础上分析了生物炭作用于重金属的机理,并介绍了生物炭对于土壤中重金属迁移性和生物有效性的影响。对生物炭今后的研究工作作出展望。     

浅析生物炭在修复土壤重金属污染的应用

随着经济的发展,工业污染物的排放和农业化肥的施用,造成土壤重金属污染日益严重,严重危害人体健康。本文从生物炭的基本性质入手,分析生物炭对土壤重金属的修复机制,阐述了生物炭修复土壤重金属污染的机理,指出了生物炭在重金属污染土壤修复治理中存在的风险,展望了生物炭在土壤修复治理中的巨大潜力前景。     

污水处理厂污泥制备生物炭及应用的研究进展

以污泥为原料制备生物炭是实现污泥资源化利用的途径之一,具有成本低、方法简单等优点。为了推动污泥制备生物炭技术的发展和应用,本文从制备方法、影响因素和应用领域等方面总结和归纳了污水处理厂污泥制备生物炭的研究现状,阐述了污泥生物炭不同制备方法及其优缺点,详细分析了不同影响因素对污泥生物炭产率、比表面积、孔径大小和孔径分布等特点的影响,总结了污泥生物炭在环境和农业领域的应用情况,提出了目前污泥制备生物炭技术存在的生物炭产率低、重金属易析出和生产批次差异等问题,并指出了今后的发展方向。     

淋溶条件下生物炭对矿区土壤中重金属迁移的影响

以玉米秸秆为原料在450℃下制备生物炭,将生物炭按5%的炭土比例施入矿区重金属污染土壤中。通过室内土柱淋溶试验,分析加入生物炭对土壤淋出液pH、重金属纵向迁移行为及重金属累积释放量的影响。结果表明：加入生物炭处理后土壤淋出液的pH显著高于对照处理,说明生物炭可以在一定程度上缓解土壤的酸性。与对照相比,添加生物炭降低了重金属向下层土壤迁移的风险,淋溶后土柱中Pb、Cu、Zn和Mn的纵向迁移量分别降低了65.93%、50.95%、49.29%和30.95%,生物炭对土壤中重金属纵向迁移抑制的顺序为Pb>Cu>Zn>Mn,生物炭对Pb的钝化效果最好。随着淋溶液体积的增加,Pb、Cu、Zn和Mn这4种重金属的淋溶累积释放量总体上呈现出前期快速溶出和后期缓慢溶出两个明显的阶段。4种重金属的累积释放量大小为Pb>Mn>Zn>Cu,添加生物炭后明显降低了重金属的累积释放量。对土壤中金属释放过程进行数学方程拟合后发现,应用Elovich方程能较好地描述重金属释放过程,说明这4种重金属元素在土壤中的淋溶和释放过程的机制不是单一反应过程,而是属于活化能变化较大的复杂反应过程。加入生物炭后各重金属的b值均低于对照组,重金属迁移速率随着生物炭的添加而降低,说明生物炭能提高土壤对重金属离子的吸附力,降低因土壤淋溶作用而引起的重金属迁移,可以实现对重金属复合污染矿区土壤的修复。     

改性生物炭对土壤重金属污染修复研究进展

土壤中金属污染导致食用林产品、农产品中重金属高富集,严重威胁人类健康。生物炭作为简单易得,来源广泛的吸附材料,可用于土壤重金属污染物修复。本文主要综述了生物炭的制备、改性剂的选择与功能、改性方法及改性生物炭的特性。介绍了改性生物炭的表征手段如傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和比表面积和孔径分析仪在生物炭改性过程中的作用及分析方法。客观分析了改性生物炭的制备方式及对土壤重金属污染修复的机制及效果,并讨论生物炭及改性生物炭对重金属常见的吸附机理以及表面吸附、静电作用、离子交换和共沉淀的特征和条件。大量的研究结果表明,生物炭对降低土壤中重金属的有效态含量具有显著效果,且经过酸碱、氧化还原、吸附剂复合等方式改性后吸附性能更加高效和稳定。生物炭改性是为了提高生物炭的安全性、高效性、重复使用性和环境友好性,同时加强生物炭的重金属修复性能。因此,功能型生物炭的研制及拓展改性生物炭的应用是生物炭改性的进一步深入研究方向。     

铁改性生物炭去除重金属研究进展

目前土壤和水环境中重金属污染仍然较为严重,寻找合适的去除剂成为了环境研究者们的重要任务。生物炭作为新型吸附剂由于对水环境以及土壤中重金属离子如Cu、Fe、Pb、Cr等具有良好的吸附效果因而得到了环境领域的广泛关注。然而仅用生物炭去除重金属仍然有着吸附效率不够高,吸附性能不够稳定等缺陷,本文通过整理各类铁改性生物炭的研究,总结归纳了铁改性生物炭的制备及其去除机理,并与目前常规生物炭做了对比,指出铁改性生物炭对重金属污染的去除可行性和广阔前景。     

生物炭生产工艺与还田效果研究进展

主要对生物炭还田效用、生产还田生物炭的重要工艺条件、生物炭的质量评价参数这3个主要部分进行综述和分析。提出生物炭研究及应用的当前问题,并对今后的研究趋向和前景进行展望,认为生物炭的研究仍在起步阶段,生产原料、设备、工艺多种多样,土壤类型、农作物也是种类繁多,因此这一领域的研究难成体系,施入方法也难以统一。有必要对具体农作物、具体土壤类型生产针对性强的还田生物炭,而具体的生物炭施用方法有待学者们进一步地研究与总结,但可以确定的是生物炭在农业领域中的研究应用仍存在巨大潜力。     

废物资源化制备生物质炭及其应用的研究进展

生物质炭作为一种多功能性材料正逐步受到人们的广泛关注。本文综述了以废弃物为原料制备生物质炭,给出了制备生物质炭的主要工艺,并对生物质炭的主要物理化学性质如元素组成、碱度、表面特性和孔隙结构进行了介绍。然后对生物质炭在农业和环境领域中的应用做了相应介绍,例如用作土壤改良剂提高土壤肥力、增加碳固定、减少温室气体排放,作为一种高效吸附剂同时去处污水中重金属及有机污染物等。最后,对今后生物质炭的研究方向作出了展望,指出应继续研究尽快实现生物质炭的大量、高效、廉价生产,从原料和工艺方面着手进一步提高生物质炭的比表面积,使其成为活性炭的替代品,同时进一步研究对土壤的改良和修复、对农作物生长和产量的促进以及对温室气体的减排作用的机理,并提供大面积的长期的实验数据支持。     

生物炭吸附去除水中重金属的研究进展

近年来,水环境中重金属污染问题日益严重,生物炭材料被广泛应用于环境污染修复。但是原始生物炭材料对污染物的吸附性能欠佳,衍生出众多对其吸附性能提升的研究。到目前为止,有关生物炭材料制备和改性的进展总结欠全面,关于生物炭材料吸附水中重金属离子反应机理的整理也不够深入。基于生物炭材料在水环境中重金属离子吸附领域的研究现状,对生物炭材料的制备方式、改性方法和主要影响因素进行了综述,并梳理了生物炭对水中重金属离子的吸附机制研究进展。最后提出了生物炭材料在应用中可能存在的问题和发展方向。以期为生物炭材料在受重金属离子污染水体的修复应用提供理论和技术支撑,为实际的环境污染修复提供新的思路。     

生物炭在铀污染土壤修复中的应用研究进展

作为一种吸附固定材料,生物炭在土壤修复中所具有的良好应用前景使其成为环境等领域的关注热点.本文总结了生物炭的性质与制备方法,生物炭作为土壤改良剂在土壤固定修复中的应用情况,并从热解温度、生物质选取和改性方式等方面分析了生物炭对土壤中铀和伴生重金属的吸附影响,从配位作用、化学还原、离子交换、静电作用和物理吸附作用阐明了生...     

改性生物炭固定土壤中重金属机理的研究进展

固定化是一种降低土壤重金属毒性的有效方法,改性生物炭固定重金属的能力已取得了显著成果,其在土壤修复中得到广泛关注。但改性生物炭在污染土壤中固定重金属的综合机理需进一步探究,因此运用CiteSpace数据分析软件,以氧阴离子型重金属As和阳离子型重金属Cd为例对改性生物炭固定土壤中重金属的机理进行分析,综述了其氧化还原、表面共沉淀、络合、离子交换及静电吸引的作用机制。对改性生物炭增强固定土壤重金属不同机理的原因和方法进行总结,对其处理土壤重金属污染的前景进行了展望,为改性生物炭治理土壤重金属污染的应用提供参考。     

生物炭持久性自由基形成机制及环境应用研究进展

持久性自由基（PFRs）因其持续反应活性和潜在毒性而日益受到广泛关注。生物炭在高温热解和水热碳化制备过程中会产生PFRs，并可转化形成活性氧物质，从而促进环境污染物的氧化还原转化和降解，同时也产生潜在的环境健康风险。本文综述了生物炭PFRs的国内外研究进展，归纳了PFRs在生物炭制备过程中的形成和转化机制，总结了生物炭PFRs生成ROS降解有机污染物、光诱导氧化降解有机污染物、重金属氧化还原转化等方面的环境应用研究现状，初步探讨了生物炭PFRs的毒性效应，并对今后的研究发展方向提出了展望，以期为生物炭PFRs的进一步环境应用提供方向和依据。     

磁性生物炭复合材料修复重金属污染土壤机理及室内试验研究

以唐山滨海地区土壤为研究对象,以生物炭为修复材料,对其进行表面氧化改性,并与中酸性助剂、粘土矿物进行高温合成,得到一种磁性生物炭复合材料。对污染土采用土壤淋洗的方式进行修复,在实验室中根据不同的控制条件,优选出对土壤重金属含量修复率最高的淋洗工艺条件。最终,液土比为8:1、转速160rpm、淋洗搅拌时间15min为最佳工艺条件。本研究制备的新型磁性生物炭复合材料对污染土壤中的重金属有害成份实现了磁性吸附、鳌合,土壤中重金属汞含量平均能降低38%、镉含量平均降低45%、铬含量平均降低10%、铅含量平均降低26%,将重金属转化为矿物类形态,生态环保,具有对土壤重金属离子稳定效果长久、适用范围广、制备简单和成本低等优点,能够达到修复重金属污染土壤的目的。     

生物炭应用于修复重金属污染的湖泊底泥

随着城市化的推进,重金属在底泥中广泛积累,给生态系统和公众健康带来巨大风险。以生物炭吸附剂为核心,重点介绍了生物炭的制备过程、吸附机制差异以及环境条件对重金属吸附的影响,并对生物炭应用于湖泊底泥重金属污染修复的方式提出建议,最后对生物炭应用于湖泊底泥重金属污染修复技术的发展进行展望。     

微波热解技术制备的生物炭在废水处理应用的研究进展

水体污染是当今重大的环境问题，吸附法是一种清洁高效的废水处理方法，生物炭因具有良好的吸附能力常被作为吸附剂进行应用。生物炭制备技术有多种，其中微波热解技术因效率高、原料受热均匀、成炭率高、制得的生物炭比表面积大、官能团丰富而被应用。通过介绍微波热解生物炭的制备方法，探讨了微波热解温度、微波功率及停留时间等参数对生物炭制备和吸附的影响，总结了微波热解生物炭对废水中重金属、有机污染物和染料污染物的处理研究现状，阐明了微波热解生物炭所具备的优势，并对其在水中污染物去除的后续研究及推广应用进行了展望，以期为废水处理的研究应用提供思路。     

生物炭及改性生物炭的制备与应用研究进展

生物炭因具有制备原料来源广泛、比表面积大、孔隙发达、富含碳素、表面官能团丰富等特点而被广泛用于土壤改良、污染物去除、固碳减排等方面.近年来,研究发现将生物炭进行物理、化学或生物改性,会强化生物炭功能,有利于生物炭的高效利用.综述了生物炭及改性生物炭的制备,理化性质分析及其在土壤、水体、大气中的应用,并将改性前后生物炭进...