改性柚子皮生物炭吸附亚甲基蓝性能研究

采用硝酸-高锰酸钾活化法对制备的柚子皮生物炭进行改性处理,并将其作为吸附剂探究了其对亚甲基蓝的吸附性能。通过静态吸附实验考察了亚甲基蓝溶液的pH、初始浓度、吸附时间、吸附温度、吸附剂投加量等条件对吸附效果的影响,并确定了该吸附过程的吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学。实验结果表明,在改性生物炭投加量为0.6 g/L、pH 7、亚甲基蓝溶液浓度为100 mg/L、50℃吸附180 min的条件下,改性生物炭对亚甲基蓝的吸附容量为68.28 mg/g。通过准二级动力学方程和Freundlich方程更好的描述了该吸附过程,同时吸附热力学表明该吸附过程是一个自发吸热过程。     

磁性木质素基活性炭吸附亚甲基蓝的特性研究

为了探索磁性木质素基活性炭对亚甲基蓝的吸附性能和机制,采用化学共沉淀法制备木质素基磁性活性炭,考察了该磁性活性炭对亚甲基蓝的吸附性能。结果表明：该活性炭吸附亚甲基蓝的过程符合Langmuir吸附等温模型,吸附动力学符合用Elovich模型。磁性木质素基活性炭吸附亚甲基蓝是化学吸附为主的单分子层吸热过程。     

稻壳合成纳米多孔生物炭用于吸附亚甲基蓝

采用KOH和KOH-Na OH作为活化剂,稻壳为原料,制备出活性生物炭,对亚甲基蓝的吸附表现出优异的性能。研究了单独用KOH活化和KOH-Na OH联合活化时,碱炭比、活化温度和活化时间的影响。结果表明,当KOH和生物炭的质量比为1∶1,活化温度为900℃,活化时间为1h时,活化后的生物炭的吸附能力为314.571mg·g^-1。但采用KOH-Na OH联合活化(稻壳∶KOH∶Na OH的质量比为1∶0.3∶0.7),活化温度为800℃,活化时间为1h,在相同的吸附条件下,活化生物炭的吸附容量为350.287mg·g^-1。采用扫描电子显微镜、比表面积分析仪和红外光谱仪来表征两种类型的活性生物炭。结果表明,它们的化学成分相似,都具有丰富的孔隙结构,但通过KOH-Na OH联合活化制备的稻壳炭主要是微孔,孔径分布更均匀,这被认为是高吸附能力的主要原因。     

生物炭复合高吸水树脂吸附亚甲基蓝性能研究

研究了pH值、MB初始浓度、温度及吸附时间对生物炭接枝聚丙烯酸/丙烯酰胺复合树脂(BC-SA)亚甲基蓝(MB)吸附量的影响,对MB吸附过程进行了吸附等温线和动力学方程拟合,并采用SEM和FTIR对吸附MB前后的BC-SA进行了表征,探讨了BC-SA吸附MB机理.结果 表明,BC-SA吸附MB的适用pH范围较宽,为3～1...     

生物炭复合高吸水树脂吸附亚甲基蓝性能研究

研究了pH值、MB初始浓度、温度及吸附时间对生物炭接枝聚丙烯酸/丙烯酰胺复合树脂(BC-SA)亚甲基蓝(MB)吸附量的影响,对MB吸附过程进行了吸附等温线和动力学方程拟合,并采用SEM和FTIR对吸附MB前后的BC-SA进行了表征,探讨了BC-SA吸附MB机理。结果表明,BC-SA吸附MB的适用pH范围较宽,为3～10;MB的初始浓度为2 500 mg/L时,吸附量最大,可达1 748.5 mg/g; 30～50℃范围内,温度对吸附量影响不大;BC-SA吸附MB符合Langmuir方程和准二级动力学方程;BC-SA孔隙结构丰富,含有大量的羟基、羧基和酰胺基等官能团结构,可通过氢键、静电作用及离子交换等方式对MB进行吸附。     

核桃壳炭载铈材料对亚甲基蓝的吸附性能研究

以KOH改性核桃壳炭为载体,采用浸渍法将CeO₂负载上去,制备了核桃壳炭载铈材料。采用BET、FTIR、XRD、XPS、SEM、EDS对催化剂进行表征,表征结果显示改性核桃壳炭表面成功负载了CeO₂,负载CeO₂后核桃壳炭变面积和总孔体积显著增大。研究了核桃壳炭和铈改性核桃壳炭对碱性阳离子染料亚甲基蓝的吸附效果。实验结果表明,铈改性核桃壳炭吸附效果显著提高,对亚甲基蓝的最大吸附量为339.84 mg/g,并且对亚甲基蓝的吸附模型可以拟合为准二级动力学方程和Langmuir热力学方程,且易于再生。     

生物发酵前处理生物炭对亚甲基蓝的吸附研究

原始生物炭由于比表面积小、官能团含量低,吸附性能受到影响。为提高生物炭的吸附性能,以棉秆生物质为基质,采用生物质微生物发酵前处理结合低温热空气碳化(TAT)技术制备高比表面积、高含氧官能团的生物炭,并通过扫描电镜(SEM)对发酵前后棉秆生物质的形貌进行表征,采用N₂吸附-脱附实验、傅里叶红外变换(FT-IR)、拉曼光谱对所制备生物炭的比表面积、官能团进行分析。结果表明,微生物发酵前处理所得的棉秆生物质表面附着大量微生物,微生物的分解作用破坏了生物质形貌结构,使所制备的生物炭的比表面积由0.01 m²/g提高至20.53 m²/g,C—O及其他含氧官能团含量大幅增加。吸附实验表明,微生物发酵前处理所得的棉秆基生物炭对亚甲基蓝(MB)的吸附容量为64.9 mg/g,是直接碳化制备的生物炭吸附容量的8倍;发酵前后棉秆生物质所制备的2种生物炭对MB的吸附均符合准二级动力学模型,其吸附过程受生物炭活性位点数和生物炭层状结构的控制;羟基在生物炭和MB之间的相互作用中起着关键作用,是主要的活性吸附位点。     

槟榔渣生物炭对水中亚甲基蓝的吸附特性及机制

分别在300、500、700℃条件下对废弃槟榔渣进行慢速热解180 min制得槟榔渣生物炭ARB₃₀₀、ARB₅₀₀、ARB₇₀₀,探讨了其对水中亚甲基蓝(MB)的吸附性能及动力学、热力学特征,并通过电镜扫描、比表面积分析、红外光谱分析等手段对吸附机制进行了解析。结果表明,当溶液初始pH为9,ARB₃₀₀、ARB₅₀₀、ARB₇₀₀投加质量浓度分别为1.0、0.7、0.5 g/L时,MB去除率均高于95%。准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型能更真实地反映MB在ARB上的吸附行为特征,该吸附行为符合单分子层化学吸附规律。热力学分析表明,吸附反应的ΔG<0,ΔH>0,ΔS>0,反映出ARB对MB的吸附是自发、吸热且熵驱动的过程。具体吸附机制涉及静电引力、孔隙填充、π-π作用、氢键作用等。ARB₇₀₀对MB的理论最大吸附量达86.51～97.78 mg/g,分别比ARB₃₀₀、ARB     

油菜秸秆生物炭对水中亚甲基蓝的吸附性能研究

以油菜秸秆为原料,采用限氧热解法在300℃、500℃、700℃条件下分别制备了油菜秸秆生物炭RSB300、RSB500、RSB700,对其元素组成、表面形貌、官能团分布等理化性质进行了表征,并研究了其对水中亚甲基蓝（MB）染料的吸附性能及机理。结果表明,随着热解温度的提高,RSB的碳化和芳香化程度有所提升,比表面积、总孔容和平均孔径也有所增大。当初始MB质量浓度为50 mg/L,pH为10.0,温度为25℃,RSB300、RSB500、RSB700的投加量分别为0.6、0.4、0.3 g/L时,反应60 min左右达到吸附平衡,RSB700对MB的吸附量达到162.80 mg/g,分别比RSB300、RSB500提高了1.06、0.37倍。不同热解温度下制备的RSB对MB的吸附过程均更符合准二级动力学模型（R2>0.98）,吸附等温线则更符合Freundlich模型和Temkin模型（R2>0.96）,该吸附过程是自发、吸热、熵驱动的,以化学吸附为主,具体涉及静电引力、氢键、π-π键、离子交换等多重作用机制。RSB700的吸附性能优于RSB300、RSB500,可用作高效吸...     

核桃壳催化热解特性及动力学实验研究

利用TG-FTIR联用技术研究了升温速率和催化剂(γ-Al2O3,KCl和USY)对核桃壳热解失重特性和产物生成的影响,并对热解过程进行了动力学分析。结果表明,核桃壳热解主要失重发生在200~450℃,失重78%~82%;升温速率对热解特性的影响较大,随升温速率的增大,核桃壳热解转化率有所降低,热解起始温度及最大失重峰对应的温度向高温侧移动;核桃壳热解符合一级动力学模型,活化能为58~62 k J/mol。热解的气态产物主要有CO2、H2O、CO、CH4及酸、醛、酮等羰基化合物,催化剂不仅提高了核桃壳热解的转化率,而且改善热解产物的组成与分布。     

分子印迹聚合物微球对亚甲基蓝的去除特性研究

以亚甲基蓝为模板分子,丙烯酰胺为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）为交联剂,偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂．采用沉淀聚合法制备了亚甲基蓝分子印迹聚合物微球（MIP）。用扫描电镜表征了MIP的形貌,结果显示制备的MIP的粒径为1～3μm,粒径较为均匀。考察了MIP对亚甲基蓝的吸附性能,结果表明其吸附动力学过程可以用假二级吸附速率方程来描述,MIP对亚甲基蓝的最大吸附量为27．1mg／g,吸附效果较好,可以用于染料废水中亚甲基蓝的分离富集。     

分子印迹聚合物微球对亚甲基蓝的去除特性研究

以亚甲基蓝为模板分子,丙烯酰胺为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用沉淀聚合法制备了亚甲基蓝分子印迹聚合物微球(MIP)。用扫描电镜表征了MIP的形貌,结果显示制备的MIP的粒径为1~3μm,粒径较为均匀。考察了MIP对亚甲基蓝的吸附性能,结果表明其吸附动力学过程可以用假二级吸附速率方程来描述,MIP对亚甲基蓝的最大吸附量为27.1 mg/g,吸附效果较好,可以用于染料废水中亚甲基蓝的分离富集。     

榴莲壳生物炭对磺胺嘧啶的吸附性能

以榴莲壳为原材料,制备了榴莲壳生物炭（biochar,BC）,以磷酸为活化剂,在碳化温度为350℃、浸渍比为2.5∶1（磷酸∶生物质,质量比）的条件下,制备了活化榴莲壳生物炭（activated durian shell biochar,DBC）,并探究二者对磺胺嘧啶（sulfadiazine,SDZ）的吸附作用。通过单因素实验探究了DBC投加量、溶液pH、初始浓度、吸附温度对水中SDZ的去除影响,并用正交实验确定了DBC对SDZ吸附的最优条件。在生物炭的投加量为1.2g/L、SDZ初始浓度为10mg/L、溶液pH为4时,SDZ最大去除率最高。利用吸附等温模型（Langmuir、Freundlich）和吸附动力学模型（准一级动力学、准二级动力学）,探究DBC对SDZ的吸附特性,并进行了比表面积及孔径分析、扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）的表征分析。结果表明,与BC相比,DBC有丰富的微孔结构,比表面积达1224.635m²/g,含氧官能团数量增加,为SDZ的吸附提供了更多的吸附位点,同时Langmuir吸附等温模型可以较好地描述DBC对SDZ的吸附等温过程,吸附动力学过程更符合准二级动力学方程。因此,磷酸活化榴莲壳生物炭可以作为一种高效的吸附剂去除水中的磺胺嘧啶。     

镧改性核桃壳生物炭制备及吸附水体磷酸盐性能

为研发低成本的磷酸盐吸附剂,以核桃壳为原料,LaCl₃为改性试剂热解制备核桃壳生物炭。通过SEM-EDS、ICP-OES、FTIR和XRD对生物炭进行表征,采用吸附等温模型和动力学模型拟合生物炭的吸磷特征,并研究热解温度、La改性浓度、添加量、初始溶液pH和共存离子对生物炭吸附磷的影响。结果表明：La改性后,生物炭表面由于负载了La₂O₃和LaOCl,其吸附能力明显提高。热解温度为400℃、La浸渍浓度为0.1mol/L时获得的生物炭（BC-La400）,其Langmuir最大磷吸附容量为12.18mg/g,吸附过程主要受化学吸附和颗粒内扩散控制。热解温度和La改性浓度过高均不利于磷的吸附。磷初始浓度为50mg/L时,BC-La400添加量为2.7g/L可获得较理想的吸附能力,但当添加量超过4.0g/L时,磷脱除率可超过98%。BC-La400吸磷时最佳初始pH为3,CO{}_{\mathrm{3}}^{\mathrm{2}-}共存会明显削弱BC-La400对磷的吸附能力。     

A combined effect of adsorption and reduction potential of biochar derived from Mentha plant waste on removal of methylene blue dye from aqueous solution

ABSTRACT

Plant biochars were prepared by slow pyrolysis of Mentha plant waste to remove cationic dye methylene blue (MB) from aqueous solution. The biochars were characterized by X-Ray diffraction, IR-spectroscopy, thermogravimetric analysis, scanning electron microscope, cyclic voltammetry (CV), Brunauer-Emmett-Teller analysis, and zeta potential analyzer. Adsorption isotherms and kinetics applied on the MB dye removal by biochars showed monolayer chemisorption of MB dye. Present investigation revealed that removal of MB dye was due to synergistic action of chemisorption coupled with reductive electron transfer mechanisms. CV test showed a reversible, coupled redox reaction at interface of MB dye and biochar particles.     

吸附法处理亚甲基蓝研究

处理亚甲基蓝的方法很多,吸附法是其中之一。吸附法属于物理化学法,具有操作简单、费用低、处理效果较好等优点,历来受到研究者和使用者的重视。重点介绍了近年来采用吸附法处理亚甲基蓝的研究进展,特别是新型吸附剂以及吸附动力学与热力学等领域的研究进展。结果表明,吸附法处理亚甲基蓝有一定优势,在应用中要根据废水实际情况和生产状况选择最佳处理和回收工艺。     

水力空化对亚甲基蓝的去除研究

采用多孔孔板水力空化器对亚甲基蓝进行去除实验。研究了温度、入口压力、空化时间与孔径、孔数对亚甲基蓝去除效果的影响,探讨了水力空化去除亚甲基蓝机理。结果表明,水力空化对亚甲基蓝的去除效果随着时间的增加而增强,随着入口压力与温度的增大先增强后减弱,亚甲基蓝去除的优化条件为:入口压力0.35 MPa,时间4.0 h,温度35℃。对于排布与孔个数相同而孔径不同的孔板空化器,小孔径的孔板空化器可以提高亚甲基蓝的去除效果。对于流动面积相同而孔数不同的孔板空化器,多孔数的孔板空化器可以提高亚甲基蓝的去除效果。水力空化去除亚甲基蓝的机理是羟基自由基的氧化降解作用。