生物质基金属离子吸附材料的开发现状及应用前景

生物质及其衍生物种类丰富,性质多样,在生物质材料的开发中显示出众多的应用特性和功能特性。生物质原料表面粗糙,本身具有一定的与金属离子结合的能力,通过适当的改性使其可以在广泛的p H范围内对金属进行吸附沉淀处理,实现对金属离子的回收再利用。本文综述了现有生物质基金属离子吸附材料的原料、方法及吸附效果,同时讨论了现有生物质基金属离子吸附材料存在的问题及应用开发前景与方向。     

新型微晶纤维素基吸附剂在处理工业废水中的应用研究

微晶纤维素作为一种环境友好型材料被广泛地应用于吸附研究中。重点综述了微晶纤维素的提取以及通过接枝、交联、化学改性和复合改性等方法对微晶纤维素基吸附剂进行改性并应用在去除工业废水中染料和重金属离子等方面。通过对微晶纤维素进行改性使其吸附量提高,但也有过程繁琐、耗时长、吸附物质覆盖面少等问题。因此,在对微晶纤维素基吸附剂未来发展方向进行展望时,提出应对吸附剂进行进一步优化以扩大吸附剂吸附范围,包括废水中其他污染物等。     

果皮基吸附材料在重金属离子吸附中的应用研究

重金属水污染是全球面临的一个重要的环境问题。生物吸附法是解决重金属污染研究的高效方法,果皮材料作为一种可再生的生物质资源,在重金属离子吸附方面极具开发潜能。文章结合国内外的研究现状,主要对果皮吸附剂在重金属污水方面的应用研究进行综述,探讨了果皮材料的理化性质、改性优化工艺及其对重金属吸附的吸附机理,并对后期的研究工作进行了展望。     

利用木质纤维素废弃物吸附重金属离子的研究进展

木质纤维素废弃物作为生物吸附剂能有效地去除废水中毒性的重金属离子。本文综述了各种不同低成本的农产品及食用农产品产生的木质纤维素废弃物作为生物吸附剂的研究进展,对目前各种廉价的的生物吸附剂的吸附机理及化学改性和制备方法进行了探讨,指出了金属离子初始浓度、温度、吸附剂粒径、吸附剂剂量、吸附时间、溶液的pH值等吸附影响因素对吸附剂吸附重金属的影响。介绍了蔗渣、秸秆、稻壳、锯末、橙皮、橘子皮、花生壳等生物吸附剂对重金属废水的处理现状,同时对加强吸附剂的改性及吸附机理研究进行了展望。     

生物质吸附剂在制备燃料乙醇中应用的研究进展

在最近的几十年中,由于能源短缺和环境恶化,生物质燃料乙醇（BFE）因为其所具有的可循环无污染的优点,引起了人们越来越多的关注。但是在生物燃料乙醇的制备过程中,存在着乙醇脱水工艺能量消耗过大的问题。因此优化乙醇脱水过程一直是人们研究的重中之重。本文简述了国内外吸附法分离乙醇和水工艺中使用的吸附剂,指出了生物质吸附剂在燃料乙醇中优于其它吸附剂的特点,重点分析了生物质吸附剂的研究成果及对其的改性研究。分析表明改性后吸附剂不但拥有良好的吸附效果,还可以在吸附操作结束后重新作为发酵制乙醇的原料,以实现资源的充分利用。最后展望了生物质吸附剂在制备燃料乙醇工艺中的发展趋势,即获得更优秀的脱水效果与更完善的循环利用过程。     

木质素衍生吸附材料及其在废水处理中的应用研究进展

木质素是一种广泛存在于植物中的天然酚类高分子,具有来源广泛、含氧官能团丰富、含碳量高等优点。对木质素进行修饰改性、复合、热解炭化能够获得性能优异的木质素衍生吸附材料,在废水处理中具有广泛的应用前景。本文对木质素的分子结构特点进行了概述,总结了木质素基吸附剂的种类及其制备方法,详细介绍了木质素基吸附剂的修饰改性方法,如金属离子、含N、O、S官能团表面修饰以及复合改性等,并综述了木质素基吸附剂在染料、药物、重金属废水处理中的应用研究。最后,对木质素衍生吸附材料目前存在的问题以及未来的研究方向进行了总结和展望,如何实现木质素衍生吸附剂的可控制备和规模化生产,提高吸附剂在实际环境中的适用性是未来的主要研究内容。     

基于纳米材料的静态吸附脱硫进展

综述了近年来新型纳米吸附剂静态吸附脱除燃料油中二苯并噻吩（DBT）的作用机理及最新研究进展。重点分析了金属骨架材料（MOFs）、分子印迹聚合物（MIPs）、石墨烯基材料、活性炭基材料（AC）、介孔微孔材料等不同吸附剂的研究现状,从脱硫机理角度探讨不同改性方法对吸附脱硫效果的影响。通过比较这些吸附脱硫材料的优缺点,展望未来吸附脱硫材料的发展趋势和前景,为开发更优良的吸附剂用于吸附脱除DBT提供一些研究思路。文章指出吸附脱除燃料油中的DBT目前的主要问题是吸附剂的重复利用、与燃料油接触容易产生污染和吸附剂与燃料油分离过程中造成的损耗,这些短板也是吸附脱硫法大规模工业应用的主要障碍,因此吸附材料的选择、改性方法以及机理研究是吸附脱除DBT的主要研究方向。     

磁改性甘蔗渣对铜离子的吸附研究

以三氯化铁、氯化镍和甘蔗渣为原料制备磁改性生物质吸附材料,并以吸附率作为评价指标考察其对二价铜离子的吸附性能。实验研究了吸附剂用量、铜离子初始浓度、pH、温度以及时间对改性材料吸附效果的影响。结果表明,在Cu~(2+)初始浓度为10 mg/L,pH 7,300μL吸附剂,常温下吸附150 min,材料对铜离子的吸附率达到72%。此外,吸附材料在吸附后可通过磁性分离,实现二次利用。廉价、高效、可回收的生物质吸附剂在环境废水处理方面展现了良好的应用前景。     

用于去除废水中重金属的核桃壳吸附剂制备方法研究进展

针对核桃壳(WNS)转化为高效吸附剂的资源化利用问题,对近年来国内外以核桃壳为原料制备吸附剂的相关研究进行了归纳和总结。结果表明,从核桃壳转化成核桃壳吸附剂主要方法有:预处理后直接作吸附剂,改性后作吸附剂,制备成活性炭吸附剂。其中无机酸性或碱性预处理比有机溶剂更具环保优势;对核桃壳的酰基化、氨基化、接枝共聚、负载纳米零价铁、非热等离子体作用等改性方法,都可以提高吸附剂对重金属离子的吸附能力,使改性核桃壳(MWNS)的吸附性能高于传统吸附剂,但相比之下,酰基化改性、非热等离子体改性更具快速、有效、环保等优势。此外将WNS制备为活性炭也是一种有效的改性方法,制备的活性炭吸附效果相当甚至优于传统的活性炭吸附剂,值得进一步研究。建议今后对核桃壳绿色环保、低成本制备吸附剂的工艺、核桃壳改性方法工业规模放大试验及对实际废水中金属离子的选择性及竞争性吸附问题开展研究,以实现核桃壳生物质废料最高效的资源化利用。     

海藻酸钠基吸附材料去除水中重金属离子的研究进展

重金属污染是当今工业发展所面临的一个重要环境问题之一,由于吸附法具有原材料来源广泛、价格低廉、可循环利用等特征,被认为是一种绿色环保的重金属离子去除方法。海藻酸钠是一种天然多糖,其表面存在大量对重金属离子吸附能力优良的羟基和羧基,目前已被广大科研人员用于实验室吸附材料的制备及研究。通过表面嫁接、交联等改性手段制备的海藻酸钠基吸附材料对重金属离子吸附容量大、去除彻底,拥有较好的工业应用前景。但由于海藻酸钠分子稳定性低、耐热性较差,目前在工业中尚无大规模应用。本工作综述了海藻酸钠基吸附材料的发展现状,介绍了海藻酸钠的结构特点和理化性质,分析了物理、化学改性的海藻酸钠去除重金属离子的吸附特性和影响因素,总结了这些材料对于重金属离子的吸附机理并指出当前研究在工业应用方面尚存的不足之处。在后续研究中,若能有效结合材料科学与环境科学的优势,制备出结构稳定、吸附性能优良的海藻酸钠基吸附材料,对于提升海藻酸钠及其他天然生物质材料的工业价值有重要意义。