碱改性米糠炭对水中四环素的吸附性能研究

为探索高效利用生物质资源制备生物炭去除水体中的抗生素,以米糠为原料,采用600℃限氧热裂解法制备成米糠炭,并通过NaOH浸渍改性制备成碱改性米糠炭(NRB),探讨其吸附四环素的效果和机理。结果表明,NRB相对改性前有部分孔隙结构发生坍塌,拥有更大的比表面积和总孔隙容积。NRB吸附四环素的优化条件为:生物炭剂量为2 g/L,初始四环素质量浓度20 mg/L,溶液pH在7～11,环境温度25℃,吸附时间12 h。在40℃,Langmuir模型中NRB的理论最大吸附容量达到了159.8 mg/g,相比米糠炭提高了2.54倍。NRB吸附过程的动力学特征更符合准2级动力学模型,整个吸附过程主要受控于化学吸附,且比改性前对温度表现出更好的适应性。     

磁性生物炭的制备及其对重金属吸附研究进展

生物炭因比表面积大、孔隙率发达、表面官能团丰富等特点,常被用于吸附水体中的重金属杂质.但在水溶液介质中难于分离,需要对其改性.对生物炭进行赋磁改性可以增加其吸附量,便于回收利用.本文主要综述了利用不同的生物质原料,采用不同的方法制备出磁性生物炭(MBC),探究了磁性生物炭对水体中重金属离子的吸附机理,对未来研究磁性生物...     

生物炭基复合材料制备及其对水体特征污染物的吸附性能

以重金属、药物及个人护理品污染物（PPCPs）和氮磷氟等为代表的水体主要污染物脱除已成为水污染治理研究的重点。吸附法由于其具有操作简易、成本效益高等优势,在水污染治理方面应用广泛。相比于传统吸附材料,生物炭具有原材料丰富、比表面积大、成本低廉等优势,但其表面官能团的丰富度有限,经适当改性能够增加生物炭的吸附活性位,从而提高其吸附性能。本文根据改性剂类型、合成方法及合成的先后顺序,系统阐释了生物炭的改性方法及其复合体的理化特性;结合最新研究报道,在合成方法、吸附性能和机理方面归纳汇总了生物炭基复合材料在水体重金属、PPCPs和其他污染物中的吸附应用,并对生物炭基吸附剂再生与资源化利用的新理念及应用进行了概述,最后展望了生物炭基吸附剂有待深入研究的方面,并提出建设性的意见。     

污泥生物炭制备及其对磷的吸附性能研究

以污水污泥、粉煤灰为原料,以质量分数为30%的氯化锌溶液为活化剂,在不同温度下煅烧制备污泥生物炭,用于处理含磷废水。通过单因素静态吸附实验探讨了污泥生物炭对磷的去除效果,并探究了其吸附机理。结果表明：300 ℃制备的污泥生物炭具有较好的除磷效果;扫描电镜（SEM）、比表面分析仪、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）对原料和污泥生物炭表征结果显示,污泥生物炭煅烧前后的形貌及表面基团发生了显著改变,煅烧后样品的表面产生了较多微小空隙,比表面积增大,最高可达5.51 m²/g;在磷初始质量浓度为50 mg/L、吸附剂用量为16 g/L条件下,吸附在90 min达到平衡,磷的去除率高达93.73%;吸附过程符合准二级动力学方程及Freundlich等温吸附模型,最大饱和吸附量为9.615 mg/g;整个吸附过程ΔG⁰<0、ΔH⁰<0,是自发进行的放热过程;吸附过程除物理吸附外,同时涉及磷酸盐与吸附剂—OH或C—O共价键发生电子对配位作用,为物理-化学复合吸附;吸附剂第5次吸附为首次吸附量的85.74%,表现出较好的再生性能。     

凹凸棒石/羧甲基纤维素钠复合材料的制备及其吸附性能

以凹凸棒石(Attapulgite,AT)和羧甲基纤维素钠(Sodium carboxymethyl cellulose,CMC-Na)为原料,采用溶液共混法制备了凹凸棒石/羧甲基纤维素钠复合材料.探讨了凹凸棒石和羧甲基纤维素钠质量比对复合材料吸附盐酸四环素的影响,结果表明,当凹凸棒石与羧甲基纤维素钠质量比为3∶20时,复合材料的吸附性能最佳,吸附量为132.59 mg/g.并利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面积仪对复合材料进行了表征.考察了吸附时间、吸附温度和溶液pH值对复合材料吸附盐酸四环素的影响,研究了其吸附过程.结果 表明,当吸附温度为30℃、吸附时间为1.0h、pH值为3时,吸附能力较大,为157.55 mg/g,复合材料对盐酸四环素的吸附过程符合Langmuir吸附等温式和准二级动力学模型.     

改性花生壳生物炭对四环素的吸附性能研究

以农林废弃物花生壳为原料,分别经氢氧化钾、磷酸改性后,采用高温热解法制备了改性花生壳生物炭KBC、PBC,通过SEM、XRD、BET、FTIR等对其结构进行了表征,考察了改性花生壳生物炭投加量、pH值、吸附时间等因素对四环素吸附效果的影响,并通过吸附动力学、等温吸附模型及吸附热力学探究了吸附机理。结果表明,相较于未改性花生壳生物炭,KBC、PBC的表面维管束结构破碎程度更大,比表面积、总孔容大幅增加,但其晶能结构并未发生明显变化;在25℃、pH值为2、KBC投加量为0.06 g、吸附时间为180 min、四环素浓度为50 mg·L^-1的条件下,四环素去除率达到99.88%;吸附过程符合准二级动力学方程和Freundlich等温吸附模型,属于多层吸附,吸附过程受多种吸附机制的影响。     

钙改性花生壳生物炭对废水中四环素的吸附研究

生物质废弃物的处理和四环素污染物的去除是环境修复的重要问题。以花生壳为原料,通过浸渍-焙烧的方法制备了钙改性花生壳生物炭（CaBC）。采用X射线衍射仪（XRD）、红外光谱仪（FT-IR）、扫描电镜（SEM）和氮气吸附-脱附仪对所制备的生物炭进行了表征,考察了溶液pH、共存离子等因素对生物炭去除废水中四环素（TC）性能的影响,并研究了该过程的吸附动力学和吸附等温线。结果表明,所制备的生物炭具有丰富的介孔结构,有利于对四环素的吸附。在pH为7.0条件下,CaBC-800对TC具有最好的吸附效果。共存离子的存在对生物炭的吸附能力影响不显著。动力学研究表明CaBC-800对TC的吸附过程符合准二级动力学方程,二级动力学常数为0.001 3 g/（mg·min）。吸附等温线符合Langmuir方程,且最大理论吸附量为72.251 mg/g。该研究为四环素的去除提供了一种新型吸附剂,显示了CaBC-800在废水修复中的应用潜力。     

四环素分子印迹聚合物的制备及吸附性能研究

以甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,乙腈为溶剂,三羟甲基丙烷三甲基丙稀酸酯(TRIM)为交联剂,通过热聚合法合成了四环素为模板的分子印迹聚合物(MIPs).采用FE-SEM、FT-IR对MIPs和非印迹聚合物(NIPs)进行了表征,考察了引发剂和溶剂的用量对MIPs产量和吸附容量的影响,研究了MIPs和NIPs的静态吸附...     

硝酸改性猪骨炭去除水中四环素的实验研究

以猪骨作为原料,利用不同浓度的硝酸溶液改性热解制备生物炭用于去除水中的四环素(TC),发现含量为20%的硝酸改性猪骨炭(HBC)对TC的吸附效果最好,吸附量高达209.25 mg/g。通过扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)分析HBC的微观结构和组成,利用动力学和等温学模型对TC吸附过程进行拟合,探究硝酸改性猪骨炭对TC的吸附特性。并利用臭氧氧化法进行再生实验,探究其再生效果。结果表明,HBC表面光滑,存在很多孔隙及规则的褶皱,有较多的吸附位点,HBC对TC的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温模型。臭氧氧化时长为1 min,经过2次解吸后,吸附剂的重复利用效率为91.56%。     

Fe3O4/ABc复合材料制备及对水中甲基橙的吸附

采用共沉淀法制备Fe3O4@ABc复合材料，通过XRD、SEM、FT-IR和VSM 对Fe3O4@ABc复合材料的物化性质进行表征。考察吸附实验pH值、吸附剂添加量等因素对Fe3O4@ABc 复合材料对甲基橙吸附效果的影响，并进行了吸附动力学和等温吸附模型拟合。结果表明，Fe3O4纳米粒子成功复合到海藻生物炭（ABc）表面，Fe3O4@ABc复合材料具有超顺磁性，在外在磁场的作用下能够快速分离；Fe3O4@ABc比表面积为622.88 m2?g-1，平均孔径1.56 nm，具有良好的甲基橙去除效果，当甲基橙浓度为100 mg?L-1，添加量为10 mg，pH值为3，吸附时间240 min，MO的去除率为96.14 %， Fe3O4@ABc重复利用五次后，甲基橙的去除率为94.24 %。吸附机制研究发现吸附等温线数据拟合符合Freundlich 模型，吸附动力学数据拟合符合拟一级动力学模型，说明吸附以物理为主，化学吸附为辅。     

膨胀石墨的制备及其吸附性能

本文介绍了近年来人们在膨胀石墨的制备、吸附性能及机理研究等方面的成果。     

鲤鱼肉骨生物炭对水中Cd2+的吸附特性研究

以病死鲤鱼为原料在600℃下热解制备了鲤鱼肉骨生物炭(CMBB),探讨了CMBB对水中Cd~(2+)的吸附特性。结果表明,CMBB对Cd~(2+)的吸附动力学过程符合准二级动力学模型,吸附速率受内扩散机制控制;等温吸附过程符合Langmuir、Temkin和Langmuir-Freundlich等温吸附模型;该吸附为一个自发的熵增吸热过程。CMBB在较宽的p H范围(4～8)内对Cd~(2+)具有较好的去除率(98%);离子强度对Cd~(2+)的去除影响不大。     

KMnO4改性棉籽壳生物炭的制备及其对铅吸附研究

以棉籽壳制备的生物炭为原始炭(BC),对其进行KMnO_4改性,制得改性生物炭(BC-Mn),并通过实验研究了BC-Mn对水中铅的吸附性能。结果表明:BC-Mn具有较大的比表面积和丰富的孔径结构。当初始Pb~(2+)质量浓度为300 mg/L,pH=5,吸附剂投加量为2 g/L时,吸附效果最佳,最大吸附量可达到126.79 mg/g。BC-Mn对Pb~(2+)的吸附符合Langmuir等温方程和拟二级动力学模型,且该吸附过程是可以自发进行的吸热过程。模拟废水实验结果表明,BC-Mn是一种吸附性能良好且具有实际应用价值的重金属吸附剂。     

稻壳生物炭对水中萘的吸附特性研究

以稻壳为生物质原料,在管式炉中氮气氛围下分别于300,500,700℃及在马弗炉中限氧500℃下热解制备生物炭(生物炭依次表示为G300、G500、G700和M500),采用批量吸附实验研究四种生物炭对萘的吸附特性,并结合扫描电镜和傅里叶变换红外光谱分析等方法,探讨温度和气氛条件对生物炭吸附萘的影响。结果表明,稻壳生物炭对萘的吸附动力学曲线符合伪二级动力学模型,在24 h内皆达到吸附平衡,平衡吸附量分别为3.299,4.815,4.251,4.756 mg/g,等温吸附曲线可以用Freundlich模型较好地拟合,吸附容量从大到小为G500>M500>G700>G300。4种稻壳生物炭都具有不同程度的管道和表面隆起,管道形状和数量以及表面形态存在较大差异。红外光谱结果有较大的相似性,但是随着温度的升高,—OH、—CH_2、CH_3、C=C和C=O等官能团强度减弱或者逐渐消失,而另外一些官能团如芳烃化合物C—H、C—OH、C—O—C、COO^-等官能团的强度则增加。     

铁、锆改性生物炭对水中磷的吸附特性及机理研究

针对水体富营养化现象,以青霉素菌渣为原料制备生物炭,通过共沉淀法在所制备生物炭上负载铁、锆离子,得到了一种新型除磷吸附剂 Zr Fe-HBC,研究了其对水中磷酸盐的吸附特性及吸附机理。结果表明,Zr FeHBC 具备多层级孔隙结构,铁、锆离子以氧化物形式结合于生物炭之上。Zr Fe-HBC 吸附磷酸盐的过程符合准二级动力学和 Freundlich 模型,为多分子层的化学吸附,在 25 ℃时饱和吸附量为 18.26 mg/g。Zr Fe-HBC 对磷酸盐的吸附量随 p H 降低而增加,适合在酸性条件下对磷酸盐进行吸附处理。共存阴离子可与磷酸盐竞争吸附位点,其中 CO₃^2-对磷酸盐吸附产生严重干扰。选择 1 mol/L Na OH 溶液对吸附后的 Zr Fe-HBC 进行解吸,经过 5 次吸附-脱附循环,Zr Fe-HBC 仍保持 78% 的吸附容量。综合吸附实验与表征结果分析 Zr Fe-HBC 对磷酸盐的吸附机理,结果表明,Zr Fe-HBC 主要通过静电吸附、配体交换和表面沉淀作用对磷酸盐进行吸附。     

磁性生物炭非均相类Fenton体系去除水中四环素

采用先浸渍后热解的方法制备了磁性生物炭材料,并使用XRD、XPS、VSM对制备的材料进行了表征。结果表明,制备的磁性生物炭主要的活性物质为γ-Fe2O3。采用磁性生物炭非均相类Fenton体系处理水中四环素(TC),当初始TC质量浓度为200 mg/L,pH=7,H2O2投加量为19.8 mmol/L,磁性生物炭投加量为3 g/L时,处理效果最佳。加入抗坏血酸可以加速铁循环过程,明显改善·OH的生成,进而增强了TC去除率。     

反应时间对镁铝水滑石制备及其吸附性能的影响

采用共沉淀法制备镁铝水滑石,并利用XRD、SEM、FT-IR对反应产物进行表征,研究了反应时间对水滑石物相组成、微观结构和对盐酸四环素吸附性能的影响,对土壤污染治理和修复具有重要的现实意义.结果分析表明,当反应时间为12 h时制备的镁铝水滑石对盐酸四环素有较好的吸附效果,吸附率为70.82％.镁铝水滑石对盐酸四环素的吸...     

甲壳素水热炭对四环素吸附性能的研究

为了去除水体中的四环素,合成了甲壳素水热炭吸附剂,并利用SEM、XRD、FT-IR和N₂吸附-脱附等温线等对样品进行表征分析;通过批量吸附、定性和定量分析研究了甲壳素水热炭对四环素的吸附性能。结果表明,甲壳素水热炭富含羟基、羰基等活性官能团,存在大量的孔隙结构,比表面积为128.58 m²/g;甲壳素水热炭的吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir模型。热力学分析表明,该过程是自发的吸热反应,最大吸附量为95.60 mg/g,主要吸附机理为化学吸附。