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。     

生物质基多孔炭吸附模拟含硫废水

本文以生物基材料为原材料制备胶原基多孔炭,生物质基材料中的氨基酸既是碳源,又是氮源,可以使制得的胶原基多孔炭材料富含氮。多孔炭富含氮不仅可以提高吸附选择性还可以增大吸附量。根据多孔炭的吸附性能,可以将其用来吸附含硫废水中的硫离子。根据Langmuir等温吸附模型,多孔炭最大吸附量达到254.69mg/g,且吸附结果符合二级动力学模型。     

利用海藻酸钠制备多孔炭及其油污水处理应用

针对油污废水对环境的污染问题,本文提出可用高温炭化海藻酸钠制备的多孔炭材料解决油污水问题。实验首先考察不同炭化温度得到的多孔炭材料对油污水的吸附性能影响;其次多孔炭材料的用量对油污水处理的影响;最后考察了多孔炭材料在油污水中的吸附时间对油污水处理的影响。实验结果证明,当炭化温度为900℃时,多孔炭材料的吸附能力最强,油污剩余量最少;当多孔炭材料的质量与油污水的体积比为1 g∶0.5 L时油污水的含量最低;当吸附时间为6 h时,油污水的含量最低。结果表明,多孔炭材料用于油污水的治理具有广泛的应用前景,可望在未来油污水处理方面发挥更大的作用。     

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。     

水分子在多孔炭材料上的吸附行为研究进展

多孔炭材料具有较大的比表面积和发达的孔隙结构,是吸附有毒有害气体的关键材料,备受环境、化工、军事化学等领域的关注。多孔炭材料对有毒有害气体的吸附性能受气氛中水分子竞争吸附的影响,研究多孔炭材料对水分子的吸附行为是复杂环境下吸附分离有毒有害气体的基础,对改进多孔炭材料的表面官能团组成和孔结构具有重要的指导意义。基于此,本文综述了国内外关于水分子在多孔炭材料上吸附的机理、过程和影响因素,探讨了水分子作为示踪分子用于多孔炭材料结构表征的潜在可能,并对未来吸附理论的研究方向和指导新型吸附材料设计的应用前景进行展望。     

榴莲核制备多孔活性碳及其染料吸附性能研究

有机印染废水是造成水资源污染的重要原因之一。活性碳吸附法因其成本低廉、材料制备简单而被认为是处理染料废水最具应用前景的技术。以榴莲核作为前驱体，利用KOH高温活化作用，制备多孔活性碳材料，并对其进行有机染料吸附性能研究。采用X射线粉末衍射、场发射扫描电镜和N₂吸脱附技术对碳材料进行表征。经KOH活化后得到的多孔活性碳比表面积明显提高，孔径结构更加丰富，呈现出分级多孔性质。通过吸附有机染料实验，分别对碳材料种类、染料初始浓度、pH值、染料种类等因素展开研究，并进一步对其吸附动力学模型展开讨论。     

掺杂型分等级多孔碳材料的制备及有机污染物吸附的研究进展

有机废水不断地被排放,严重污染了生态环境,因此对有机废水的治理显得迫在眉睫。多孔碳材料具有比表面积高、孔结构发达、合成原料丰富且容易获取、易于表面改性等优点。而将多孔碳材料掺杂异质元素后,进一步优化其性能,提高对有机废水的处理。本文总结了异质元素掺杂分等级多孔碳材料的制备方法和吸附应用的研究进展,希望可以促进分等级多孔碳材料在有机废水处理中的应用研究,为多孔碳材料的规模制备和实际应用提供理论根据。     

纤维素基多孔炭的制备及其用于CO2吸附与分离的研究

多孔炭被广泛用于气体吸附与分离、空气和水的净化、催化等领域。以生物质为原料制备多孔炭将为开发功能多孔材料提供一种绿色、可持续的路径。总结了近年来以纤维素为原料合成多孔炭的研究进展,并着重介绍了纤维素基多孔炭在CO_2吸附与分离等领域的应用。     

多孔碳吸附分离CO_2研究进展

多孔碳材料由于其高比表面积、低密度、较高的热稳定性以及化学稳定性而被广泛应用于气体吸附、储存与分离、催化剂载体和电极材料等诸多领域,因此多孔碳材料成为研究人员关注的焦点。本文综述了活性炭、碳分子筛和碳纳米管等多孔碳材料对CO_2吸附分离性能的研究进展。还介绍了多级孔碳在吸附CO_2中的研究进展。指出了多孔碳材料作为CO_2的吸附剂的不足,并对CO_2吸附分离及其吸附剂的发展进行了展望。     

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。     

Research progress on preparation of biomass-derived porous carbon and its adsorption of pharmaceuticals in wastewater

The rapid development of urban modernization and industrialization has caused increasingly serious pollution to the environment, especially water contamination. In recent years, the content of pharmaceuticals in industrial wastewater has increased year by year, and the pollution should not be ignored any more. Therefore, the development of new porous materials for the adsorption and separation of pharmaceutical molecules in wastewater has become a current research hotspot. This article summarizes the recent research on the adsorption and separation of pollutants in wastewater by biomass-derived porous carbons (biochars). First, it briefly introduces the treatment methods of pollutants in wastewater, and mainly focuses on the preparation and modification of biochars. Combined with the surface chemical properties and pore structure of the carbon materials, this paper summarizes and prospects the adsorption properties of biochar to pharmaceuticals.     

Production and characterization of porous magnetic biochar: before and after phosphate adsorption insights

Journal of Porous Materials - The modification process of biochars enables different advantages including enhanced adsorption properties for different pollutants. Herein, porous magnetic biochars...     

金属有机框架材料吸附处理苯酚污水机理研究进展

工业污水的主要成分中,酚类化合物对人类和环境毒害极大,是世界公认的水体中优先控制的污染物。因此,如何高效处理酚类废水是亟待解决的难题。金属有机框架材料（MOFs）及其衍生物是一种高比表面积、活性位点可调、便于化学修饰的新型多孔纳米材料,在污水处理等多个领域展示出潜在的应用前景。本文以酚类物质的结构特点和物理化学性质为基础,综述了近几年来MOFs及其衍生材料对酚类物质的吸附方面的最新研究进展。重点介绍了π-π共轭作用、酸碱共轭作用、静电作用、氢键作用、金属配位作用以及疏水作用,并结合上述机理,剖析了MOFs及其功能化改性材料的结构和特性以及对不同酚类化合物吸附性能的影响规律。最后,对MOFs在酚类废水处理方面的前景和今后的研究重点作了展望。     

纤维素基油水分离材料研究进展

石油泄漏事故及工业含油废水排放等严重破坏了人类赖以生存的生态环境,如何有效分离油水混合物成了当前的研究热点。传统的油水分离材料的不可回收性带来材料的二次污染极大限制了它们的广泛应用。纤维素是地球上最丰富的天然聚合物,并且具有生物相容性、生物降解性、化学稳定性和低成本等特点,因此纤维素基油水分离材料亦受到广泛关注。本文系统总结了近年来过滤型和吸附型纤维素基油水分离材料的研究进展,重点围绕纤维素类物质作材料基底（滤纸、棉布等）、用其进行表面改性（纤维素纳米晶体、纤维素衍生物等）以及全纤维素基油水分离材料等方面进行详细分析和介绍,对纤维素基油水分离材料存在的问题进行了探讨,并对其未来发展进行了展望。     

石墨烯基气凝胶的制备及油吸附性能研究进展

海上漏油的频繁发生以及采油废水、工业含油污水的大量排放造成水资源大片污染和生态系统平衡的严重破坏。目前，从水体中分离油品和有机污染物已受到越来越多的商业和学术的关注。石墨烯基气凝胶是由二维石墨烯片层组装成的三维宏观材料，因其孔隙率高、比表面积大、密度低、机械性能强等特点在油水分离领域具有广阔的应用前景，已成为当今的研究热点之一。本文结合最新研究进展系统地总结了石墨烯基气凝胶的结构设计、组装及干燥方法，归纳了近年来其在油水分离中的应用进展，并对石墨烯基气凝胶在油水分离领域的研究现状和未来研究方向做了简要评述，以期为该领域的深入探索提供新的视角。     

沸石材料的改性及其对水体污染物的吸附性能

吸附法以其选择性强、操作简易、二次污染少等优势逐步成为污水处理的重要方法。天然沸石材料具有孔腔结构丰富、吸附成本低廉以及吸附性能高等优势,但存在选择吸附性差、与水相分离困难、再生成本偏高等问题。通过改性,可以为沸石吸附剂对阴离子污染物的吸附提供更多吸附活性位点。本文基于沸石材料改性制备的国内外最新研究进展,总结了不同改性材料制备复合吸附材料的研究工作,重点介绍了沸石材料改性方法及其应用,进一步回顾了改性沸石材料对水中污染物的吸附性能和影响因素。通过改性提高沸石材料的选择吸附性能及吸附后的绿色再生将是推动沸石吸附材料规模化应用发展的核心。     

纳米材料在放射性废水处理中的应用进展

放射性污染会引起生态环境问题，安全高效地处理放射性废水是我国应对环境安全的迫切需求，因此，研发高效的放射性处理技术和材料具有重要意义。近年来，纳米材料因其独特的物化性质受到广泛关注，被尝试用于放射性废水处理，并表现出良好的应用潜力。本文综述了国内外研究者利用纳米材料处理放射性废水的研究进展，总结了纳米材料作为吸附剂和膜材料对水体放射性核素的处理性能和应用情况：一方面，高比表面积的纳米材料作为新型吸附剂，经适当化学处理后具有大量活性位点和纳米孔，可高效吸附处理放射性废水；另一方面，种类丰富的纳米材料可作为制膜材料和添加剂，增加膜材料种类和制备调控维度，改善传统膜对水体放射性核素的去除效果。最后，总结了处理放射性废水的纳米材料选择依据，并讨论了纳米材料在放射性废水处理中需要引起重视的几个问题。     

碳纳米管及其复合材料在水中有机污染物去除中的应用

在人类社会高速发展的同时,一些有机污染物被排入水体中造成严重的环境污染,其中部分有机物被证明对人体和水中生物存在直接或潜在的毒性。碳纳米管作为一种结构特殊且具有良好电学、力学、化学性质的新型一维纳米材料,在水处理中得到了广泛的应用。文中总结了碳纳米管及其复合材料的制备方法,及其在吸附、高级氧化、膜分离3种工艺中的应用情况,简述了污染物的反应去除机理及协同效应等。同时,对碳纳米管在水处理领域中的发展前景进行了展望。     

氨气吸附材料的研究进展

氨是一种典型的有毒有害气态碱性污染物,也是PM2.5二次颗粒物的主要成因之一,大量含氨尾气排放不仅严重影响人类健康和生活环境,还会造成氨资源浪费。本工作综述了近年来多孔材料用于氨气吸附分离的研究现状和进展,重点论述了沸石、硅胶、活性炭、氧化石墨烯、多孔有机聚合物、共价有机骨架和金属?有机骨架材料改性前后对氨气的吸附性能,总结了吸附材料的改性方法,分析了该领域发展面临的主要问题,对未来的研究方向提出了建议。