磁性生物炭的制备及吸附水中有机污染物的研究进展

综述了磁性生物炭的制备方法，分析了孔隙填充、疏水作用、π-π电子供体-受体作用、静电吸附和氢键等吸附机理，介绍了磁性生物炭的应用与再生现状，最后探讨了吸附有机污染物的影响因素。在此基础上提出今后磁性生物炭研究的重点方向，以期为磁性生物炭在有机废水处理领域的应用发展提供参考。     

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。     

生物质热解制备多孔吸附材料的研究进展

综述了生物质热解制备生物炭过程中前驱体的选择、原料粒径、热解方式、热解温度、升温速率、停留时间和热解压力等工艺参数对其物化性能的影响,通过采用各种改性方法来改变生物炭的表面结构、官能团及元素种类数量和形态结构来提高其结构的稳定性、吸附的高效性以及可重复利用性,以期用生物炭来解决废水环境中各类污染物的污染问题。分析了生物炭在制备过程中仍然存在的问题和不足,目前作为吸附材料在应对污水处理、土壤修复和气体净化等方向的吸附性能需要改进和提高,也对未来的制备过程的优化、改性方法的合理选取、使用过程中各种因素的交互影响、成本估算以及可循环利用等研究方向提供科学依据和理论基础。     

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。     

动物粪便基生物炭在污水处理中的应用研究进展

结合国内外研究现状,对动物粪便基生物炭的制备原料、制备方法和主要特性进行了总结,概述了其对水体中有机染料、重金属、氮、磷、抗生素等污染物的去除效果,从吸附动力学、等温线、热力学等方面阐述了动物粪便基生物炭对水体中污染物的吸附机理。针对现有研究中存在的不足,对今后值得关注的研究方向进行了展望,认为可通过探寻新的制备或改性方法,提高动物粪便基生物炭的吸附性能;开展对微量污染物或多种污染物共存时的吸附研究,拓宽动物粪便基生物炭在污水处理中的应用范畴;在室内模拟、静态吸附研究的基础上,逐步加强动态吸附和实际应用方面的研究;探索动物粪便基生物炭作为催化剂或载体材料的可行性,丰富其在污水处理中的应用空间。     

氮掺杂生物炭材料的制备及其在环境中的应用

由生物质转化得到的生物炭材料因其成本低且环境友好被广泛用于环境领域，且对我国实现碳达峰与碳中和有积极的促进作用。非金属氮掺杂生物炭由于氮元素的引入，呈现表面碱度以及多吸附位点的特性，提高了其对污染物的去除性能，然而对氮掺杂生物炭材料的绿色可控合成及掺杂机理的关注不够。本文综述了近几年来国内外氮掺杂生物炭材料的制备及其在环境中的研究应用，梳理了氮掺杂生物炭材料中含氮官能团的类型和不同制备方法，含氮官能团包括吡啶N、吡咯N和石墨N等，其含量和类型受氮源、热解温度和时间的影响，阐明了其中的氮掺杂机理由氮源分解的中间产物、生物炭表面官能团和掺杂过程中的活化剂等因素决定。最后，对氮掺杂生物炭在环境方面的应用及作用机理进行探讨，并在此基础上提出未来研究高效氮掺杂生物炭的重点和研究方向，以期为氮掺杂生物炭在环境中的实际应用提供参考。     

花生壳生物炭的制备、表征及其对邻苯二甲酸二甲酯的吸附特性

研究以典型农业废弃物花生壳为原材料,采用限氧升温法在200,450℃下分别热解2,6 h制备4种生物炭,基于对4种生物炭元素组成和表面性质进行分析的基础上,比较不同制备条件下生物炭对邻苯二甲酸二甲酯(DMP)的吸附性能差异。结果表明,4种花生壳生物炭的元素含量大小为C>O>H>N,随着热解温度的升高,生物炭中碳元素含量显著增高,氢、氧、氮3种元素的含量明显下降,生物炭的芳香性增强且极性减弱,而热解时间对元素含量的影响较小。花生壳生物炭的比表面积、微孔面积和微孔孔容均随热解温度的升高而增加。4种花生壳生物炭对DMP的吸附均符合Freundlich方程,花生壳生物炭制备温度越高,其吸附能力越强,吸附过程呈现明显的非线性特征。对实现花生壳资源化利用和水体有机污染物治理方面具有良好的借鉴意义。     

生物炭吸附法处理氨氮废水的研究进展

综述了生物炭吸附处理氨氮废水的研究现状,介绍了物理改性、酸碱改性、金属离子改性和生物改性生物炭,光催化与生物炭联合技术,生物炭固定化微生物技术,生物炭三维电极技术在氨氮废水处理领域的应用进展,详细地介绍了各种方法对氨氮废水的处理效果及其优缺点。展望了生物炭吸附法在氨氮废水处理领域未来的研究重点和发展趋势。     

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。     

生物炭基光催化剂的制备、性能及环境应用研究进展

生物炭因具有独特的表面性质、易修饰的官能团、良好的导电性和化学稳定性常被用作光催化剂的载体。将光催化剂与生物炭复合制备得到生物炭基光催化剂,不仅将二者的优势有效结合起来,同时得到的复合材料在官能团、孔性能、表面活性位点、催化降解能力等方面均有显著改善。生物炭良好的导电性提高了光催化过程中电子-空穴对分离的效率,丰富的表面官能团能够吸附固定不同的污染物,便于其光催化去除。本文综述了生物炭基光催化剂的各种制备工艺、催化性能及其对废水处理的影响,详细地介绍了溶胶-凝胶、超声、水热/溶剂热、水解、焙烧、沉淀和热缩聚等生物炭基光催化剂的制备方法。此外,还通过深入的机理分析,探讨了生物炭基光催化剂对污染物的吸附和光催化降解的协同效应。最后,归纳了生物炭基光催化剂在不同污染物去除方面的应用并展望了未来的发展前景和潜力。     

生物质的微波热解技术研究进展

生物能源化转化技术是当今能源领域的热点之一,生物质微波热裂解技术被广泛认为是该领域中具有超强的发展前景技术。从生物质微波热解制油、生物质微波热解制取生物炭、生物质微波热解制取合成气以及生物质微波热解多联产技术等几个方向总结了国内外生物质微波热解技术的研究现状和趋势,最后提出了生物质微波热解技术的几点建议。     

二氧化钛/生物炭复合材料的研究进展

以生物炭为载体,在其表面负载光催化剂的复合材料受到越来越广泛的关注。利用生物炭的强吸附性能和光催化剂对有机污染物降解的彻底性,为吸附技术和光催化技术的有机结合开辟了新的思路。介绍了近年来生物炭负载二氧化钛(TiO_2)光催化剂复合材料的制备方法和降解机理,对其应用前景进行了展望,以期为制备更高效的生物炭负载光催化剂的研究提供参考。     

生物质的微波热解技术研究进展

生物能源化转化技术是当今能源领域的热点之一,生物质微波热裂解技术被广泛认为是该领域中具有超强的发展前景技术。从生物质微波热解制油、生物质微波热解制取生物炭、生物质微波热解制取合成气以及生物质微波热解多联产技术等几个方向总结了国内外生物质微波热解技术的研究现状和趋势,最后提出了生物质微波热解技术的几点建议。     

氮掺杂生物炭的制备与应用研究进展

生物质不仅储量丰富、分布广泛且可再生，是一种亟待高值化利用的资源。将其炭化后制备的生物炭具有良好的理化性质，常被用于吸附污染物、制作电极材料。但与活性炭相比，生物炭存在孔隙结构欠发达、表面官能团种类和数量稀少等问题，其应用受到了很大限制。通过对生物炭进行N元素掺杂改性制成N掺杂生物炭（NBC）可丰富生物炭孔隙结构和表面活性位点，提高吸附、导电和催化性能。本文综述了国内外近几年来关于NBC的制备/改性方法 （热解法、活化法、水热法、模板法和后处理法等）及其优点和局限性，梳理了各方法得到的NBC的形貌结构及表面化学特征，概括了氮掺杂对NBC的催化、吸附、电化学性能的影响及NBC在各领域的应用。以“制备-结构-性能及应用”相结合的思路，从NBC的应用角度逆向出发，思考如何通过探究N掺杂机理和优化制备方法，来充分发挥NBC在各领域中的应用价值，并对今后该领域的研究发展提出了展望。     

太阳能热解技术制备生物炭的研究进展

对传统生物炭生产技术及设备进行了综述,从太阳能热解技术装置设计着手,分析了太阳能聚光器类型、传热方式、热解参数、原料组成等工艺参数对生物炭制备过程的影响,并指出太阳能热解技术生产生物炭的应用前景。     

沼渣生物炭的制备及资源化利用研究进展

沼渣是生物质经厌氧消化后产生的固体残渣，也是具有较大应用潜力的二次资源。与填埋、焚烧等传统沼渣处理工艺相比，使用热化学法处理废弃生物质沼渣可更好地实现沼渣中有机物的固定，且制备得到的沼渣生物炭结构稳定、性能优良，能被广泛应用于污染物吸附、催化降解、土壤修复等诸多领域。本文归纳总结了国内外常见的沼渣生物炭制备技术和改性方法，重点介绍了沼渣生物炭的结构、元素组成和理化性质。同时，汇总了现阶段沼渣生物炭的主要资源化应用途径，并对未来沼渣生物炭资源利用的发展方向进行了展望。     

生物炭技术在废水处理中的应用

本文简要介绍了生物炭的材料特征以及生产工艺，同时对生物炭作为吸附剂应用于废水处理做了简要概述，介绍了不同的生物炭生产技术，重点是原料的预处理和后处理，同时，又讲述了生物炭对重金属、有机污染物以及氮磷的去除效果。本综述还强调了生物炭技术在各种废水处理中的广阔应用前景，包括工业废水(染料、电池制造和乳制品废水)、城市废水、农业废水和雨水。综述结果表明，生物炭技术是一种新的、成本效益高的、环保的废水处理解决方案。     

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。     

海藻生物炭对水溶液中甲基橙的吸附效果与机制

以褐藻为原料制备海藻生物炭吸附剂对其物化性质进行了表征,分析了影响甲基橙(MO)吸附的因素。结果表明,海藻生物炭优化热解温度是700℃,KOH为改性剂,浸渍比(改性剂与生物炭的质量比)为3:1,热解时间270 min,在此条件下制备的生物炭比表面积为340.1 m~2/g,平均孔径2.698 nm,具有良好的MO去除效果。当MO的质量浓度为100 mg/L,添加量为20 mg,吸附时间270 min,MO的去除率为97.24%。吸附等温线数据拟合符合Langmuir模型,吸附动力学数据拟合符合准1级动力学模型,说明吸附以物理吸附为主、化学吸附为辅。因此,以褐藻生物质为原料制备的生物炭可作为吸附剂,并应用于水体中有机染料类污染物的治理。     

污泥生物炭催化高级氧化过程进展

作为废水处理过程的副产物,污泥的高效处理处置是环保领域的难题之一。通过高温热解将污泥转化为生物炭是一种有效的污泥资源化途径。污泥生物炭不仅可作为“吸附剂”吸附去除水体中污染物,还可作为新型“催化剂”高效催化高级氧化过程以降解水体中的有机污染物。本文综述了近些年来国内外关于污泥生物炭在高级氧化技术领域尤其是催化过硫酸盐（PS）、过氧化氢（H₂O₂）、臭氧（O₃）以及光催化等氧化过程降解有机污染物的研究进展。通过探讨污泥生物炭的表面官能团、掺杂改性杂原子、负载过渡金属及其氧化物以及与其他技术耦合催化降解有机污染物的研究现状,进一步揭示污泥生物炭催化作用的关键活性位点以及催化机理。最后提出该领域目前面临的主要问题及未来发展方向,为污泥生物炭进一步实现高附加值资源化利用提供重要参考。