小麦秸秆生物炭吸附诺氟沙星特性

采用孔径与比表面积分析仪、SEM、FTIR及Boehm滴定对小麦秸秆生物炭(XM300、XM450、XM600)进行表征,考察了生物炭对诺氟沙星(NOR)的吸附机制。结果表明,随着热解温度的升高,生物炭比表面积与孔容积增大,孔径变小,表面羧基、内酯基与酚羟基等酸性官能团数量减少。伪二级动力学方程和Langmuir等温模型更适合描述3种生物炭对NOR的吸附,颗粒内扩散方程拟合发现生物炭对NOR的吸附包括快速外扩散与缓慢内扩散;XM300对NOR的吸附容量最大(40.30 mg/g),得益于低热解温度生物炭中存在大量非碳化有机质的分配作用。     

牛粪生物炭对废水中Cu(Ⅱ)的吸附效果及机理研究

为了有效去除废水中Cu²⁺,以牛粪为原料,制取生物炭,采用等温吸附法及动力学吸附法研究生物炭对废水中的Cu²⁺的吸附效果,并通过XRD、FTIR、BET与元素分析等进行表征。结果表明：热解温度、时间、pH是影响生物炭产率及吸附量的因素。700℃制备的牛粪生物炭(CDB700[2h])对废水中的Cu²⁺吸附量是最高,达到了0.623 mg·g^-1,去除率达到了99.7%。说明,CDB700[2h]具有作为废水中Cu²⁺吸附材质的潜力,本研究为生物炭去除废水中重金属污染的修复提供了理论依据与应用参考。     

核桃壳生物炭的制备及对废水中Ni2+的吸附

生物炭因其比表面积大和孔隙结构丰富等的特点,可作为一种天然吸附材料,目前被广泛应用于农业、环境和能源等多方面领域。本实验利用丢弃的核桃壳在不同温度条件下制备成生物炭,并探究将其用以吸附废水中重金属镍离子的吸附效果。实验结果表明:核桃壳基生物炭在700℃热解温度下的比表面积最大;静态吸附实验中,生物炭对镍离子有良好的吸附性能,并且对镍离子的吸附过程符合Langmuir吸附等温模型。     

Fe浸渍污泥生物炭对含Cd(Ⅱ)废水的吸附性能研究

通过城市污泥热解制备污泥生物炭(BC),采用FeCl_3溶液浸渍污泥生物炭后制备出磁性污泥生物炭(MBC),对比了BC与MBC去除水溶液中Cd(Ⅱ)的能力。考察溶液初始pH、吸附时间、吸附温度以及Cd(Ⅱ)初始浓度对BC和MBC去除Cd(Ⅱ)效果的影响。结果表明,BC和MBC均符合拟二级动力学吸附模型;Langmuir吸附等温模型能够更好地描述BC和MBC去除Cd(Ⅱ)的过程。在溶液初始pH为6.0,生物炭投加量为10 mg,Cd(Ⅱ)质量浓度为10～150 mg/L的溶液25 mL,吸附时间为360 min,温度为25℃的最佳条件下,BC和MBC对Cd(Ⅱ)最大的吸附量分别为76.93 mg/g和167.42 mg/g。经过5次吸附解吸试验,MBC的Cd(Ⅱ)去除率保持在90%以上,BC的Cd(Ⅱ)去除率在55%左右,说明MBC具有更好应用于去除含Cd(Ⅱ)废水的能力。     

钴改性秸秆生物炭对尼泊金乙酯的吸附研究

以小麦秸秆为原料,通过浸渍法制备改性生物炭,对其采用XRD、SEM进行表征分析,研究钴改性生物炭对尼泊金乙酯(EP)的吸附性能。讨论了改性生物炭的用量、尼泊金乙酯的初始浓度,反应时间及反应温度对EP溶液的吸附影响。实验结果表明：改性生物炭对EP的吸附主要以化学吸附为主;在一定范围内,改性生物炭对EP的吸附效率随生物炭用量的增加而增加;反应温度对改性生物炭吸附EP的影响较大,在EP浓度为30 mg/L、生物炭添加量为5 g/L、温度为45℃条件下吸附4 h时EP最大去除率为95.5%。     

稻秸秆提取腐植酸残渣基生物炭的制备及其对水体中Cr(Ⅵ)吸附性能研究

以稻秸秆提取腐植酸残渣(ER)与工业尾矿渣(TR)为原料进行共热解制备出一种生物炭,并将其应用于含Cr(Ⅵ)废水的吸附。对主要热解及吸附因素进行了分析,并对吸附机理进行了初步探究。结果表明,生物炭的最佳热解及吸附条件为700℃、ER∶TR=2∶1、投加量为1 g/L、pH=2。在此条件下,当Cr(Ⅵ)初始浓度<30 mg/L,Cr(Ⅵ)去除率在5 min时即可达99%。生物炭的吸附过程符合Langmuir等温线方程,饱和吸附量为27.05 mg/g;准二级动力学方程能更好地反映生物炭的吸附过程,吸附以化学吸附为主。Cr(Ⅵ)首先在静电作用下吸附在生物炭表面,然后Cr(Ⅵ)在生物炭表面被单质碳或溶液中的H⁺还原为Cr(Ⅲ),最后Cr(Ⅲ)在生物炭表面与官能团络合。     

辣椒秸秆生物炭对考马斯亮蓝染料的吸附性能研究

研究了不同热解温度下以辣椒秸秆为原材料制备的生物炭对水中考马斯亮蓝(CBB)染料的吸附特性,并对生物炭进行表征.结果表明,热解温度为700℃,烧制2 h下制备的辣椒秸秆生物炭对考马斯亮蓝的去除效果最好.在生物炭投加量为3 g/L,考马斯亮蓝染料初始质量浓度为50 mg/L,溶液pH为5,反应温度为25℃的条件下,吸附在120 min左右达到平衡,去除率可达92.66％,最大吸附量为20.51 mg/g.该吸附过程为单层吸附,符合伪二级动力学.辣椒秸秆生物炭可以有效去除水中的考马斯亮蓝染料.     

棉花秸秆生物炭的改性及其对As(Ⅲ)的吸附

以棉花秸秆为原料制备针铁矿改性生物炭,采用SEM-EDS、BET、FTIR、XRD等方法分析生物炭表面性质,并研究其As(Ⅲ)吸附性能。结果表明,针铁矿负载后生物炭表面铁和氧的含量明显升高,比表面积和孔容积明显增大。相对于未改性的生物炭,针铁矿负载后的生物炭XRD和FTIR图谱出现与针铁矿有关的特征峰,表征了针铁矿的存在。使用生物炭和改性产物去除As(Ⅲ)的最佳pH值为3.0,并且改性产物对As(Ⅲ)的吸附能力高于原始生物炭。研究表明,针铁矿负载可以提高棉秆生物炭对砷的吸附能力,从而开发出一种成本低、吸附能力强的新型天然吸附剂,有望应用于砷的修复。     

改性生物炭吸附废水中磷的研究进展

水体中磷的去除意义重大,吸附除磷因具有成本低,效果高,操作简单等优点而备受关注.生物炭作为一种具有多孔结构,对环境友好的吸附材料已被广泛应用,但是生物质直接制备的生物炭的磷吸附能力却十分有限.以原始生物炭为基础,将生物炭通过不同方法改性发现与原始生物炭相比,吸附能力显著提高.本文章分析近年来酸碱、金属、氧化剂改性生物炭...     

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...     

小麦秸秆生物质炭吸附Cr(Ⅵ)的研究

以农业废弃物小麦秸秆制备生物质活性炭,分别用HNO_3、Na OH和KMn O_4进行改性,通过Boehm法对不同改性活性炭进行表征,考察了吸附时间、p H及Cr(Ⅵ)初始浓度对吸附效果的影响。结果表明,经硝酸改性的活性炭,官能团总量提高,吸附Cr(Ⅵ)的效果和吸附速率最高,受p H变化的影响更小。Langmuir和Freundlich吸附等温线均能反映未改性和硝酸改性活性炭的吸附情况,二者的吸附过程均可用Lagergen二级动力学模型描述。     

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。     

板栗刺壳生物炭对废水中Cr(Ⅵ)的吸附特性研究

以板栗刺壳为前驱体,高铁酸钾为活化剂,通过化学改性制备得到板栗壳生物炭,并研究了其对废水中Cr(Ⅵ)的吸附性能。借助XRD、FTIR、XPS、FESEM等表征手段发现其表面具有较为发达的孔隙结构及丰富的含氧官能团。研究该材料对水中Cr(Ⅵ)的吸附作用发现,pH为2.5时其表现出最佳的吸附效果,90 min可达到最终平衡吸附量的90%以上,属于快速吸附。进一步研究表明,该材料对Cr(Ⅵ)的最大吸附量为61.312 mg/g,其吸附机理类型符合准二级动力学模型与Langmuir模型。     

板栗刺壳生物炭对废水中Cr(Ⅵ)的吸附特性研究

以板栗刺壳为前驱体,高铁酸钾为活化剂,通过化学改性制备得到板栗壳生物炭,并研究了其对废水中Cr(Ⅵ)的吸附性能.借助XRD、FTIR、XPS、FESEM等表征手段发现其表面具有较为发达的孔隙结构及丰富的含氧官能团.研究该材料对水中Cr(Ⅵ)的吸附作用发现,pH为2.5时其表现出最佳的吸附效果,90 min可达到最终平衡...     

玉米秸秆生物炭对环境水中马拉硫磷的吸附

采用玉米秸秆生物质炭为吸附剂对环境水中马拉硫磷进行吸附研究。考察了吸附剂用量、吸附时间、pH等因素对环境水中马拉硫磷农药去除率的影响。确定了最佳吸附条件:在20 mL水样中,0.4 g玉米秸秆生物炭为吸附剂,pH为5,30 min吸附达平衡。结果表明玉米秸秆生物炭对环境水中马拉硫磷农药具有较好的去除效果,去除率达88%。     

碱改性杨树炭吸附水中Ni(Ⅱ)的特性研究

为了提高杨树炭对水中Ni(Ⅱ)的吸附能力,采用氢氧化钠对其进行改性处理。通过杯罐实验,研究了pH对吸附效果的影响,以及吸附动力学和吸附等温线。结果表明,溶液pH值对碱改性杨树炭吸附Ni(Ⅱ)效果的影响明显,随着溶液pH从3.0提高到7.0,Ni(Ⅱ)的去除率逐渐增大。碱改性杨树炭对Ni(Ⅱ)的吸附过程符合准二级动力学规律。Freundlich等温线模型和Langmuir等温线模型均可以很好地描述碱改性杨树炭对Ni(Ⅱ)的等温吸附行为。     

垃圾渗滤液污泥基生物炭吸附Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的效果及机理研究

以垃圾焚烧发电厂垃圾渗滤液处理后产生的污泥为原料,热解制备垃圾渗滤液污泥基生物炭(Landfill leachate sludge-derived biochar,LLSDB)。单因素实验发现,在LLSDB热解温度为500、600℃,投加量为0.3、0.3 g,吸附温度为40、20℃,Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的溶液初始浓度分别为1 000、200 mg/L时,Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的去除率分别达到96.4%和94.9%。竞争吸附实验说明Cd(Ⅱ)对Pb(Ⅱ)的吸附起一定促进作用,而Pb(Ⅱ)对Cd(Ⅱ)的吸附起强烈抑制作用。通过吸附等温线、电镜扫描以及X射线衍射分析,推测其吸附机理：LLSDB中碳酸盐和氢氧化物热解生成氧化物,氧化物在水溶液中生成氢氧化物,与Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)发生置换反应及竞争反应,最终生成PbCO₃、Cd(OH)₂,沉淀在LLSDB的表面,即LLSDB对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附,浓度低时遵循线性分配,以物理吸附为主;浓度高时发生一系列化学反应,以化学吸附为主。     

氨基功能化烟叶生物炭对废水中U(Ⅵ)的吸附行为

对废弃卷烟烟叶进行炭化处理后再引入氨基功能基团制备了氨基化烟叶生物炭吸附剂(ATC),通过SEM、FTIR、XPS对ATC进行了表征,考察了pH、ATC投加量、温度、吸附时间、U(Ⅵ)初始质量浓度对ATC吸附U(Ⅵ)的影响.结果表明,在U(Ⅵ)初始质量浓度为250 mg/L、pH=6、ATC投加量为0.2 g/L、温度为40℃、吸附时间为210 min时,ATC对U(Ⅵ)的最大理论吸附量为495.04 mg/g.吸附动力学符合准二级动力学模型;Langmuir吸附等温模型能更好地描述ATC对U(Ⅵ)的吸附行为.ATC对U(Ⅵ)的吸附去除机理主要包括静电相互作用,与 —NH2、—OH、—COOH的配位络合,与Si—O—Si的"π-π"相互作用.5次吸附-解吸实验后,ATC对U(Ⅵ)的吸附率在86.71％以上.     

氨基功能化烟叶生物炭对废水中U(Ⅵ)的吸附行为

对废弃卷烟烟叶进行炭化处理后再引入氨基功能基团制备了氨基化烟叶生物炭吸附剂(ATC),通过SEM、FTIR、XPS对ATC进行了表征,考察了pH、ATC投加量、温度、吸附时间、U(Ⅵ)初始质量浓度对ATC吸附U(Ⅵ)的影响.结果表明,在U(Ⅵ)初始质量浓度为250 mg/L、pH=6、ATC投加量为0.2 g/L、温度为40℃、吸附时间为210 min时,ATC对U(Ⅵ)的最大理论吸附量为495.04 mg/g.吸附动力学符合准二级动力学模型;Langmuir吸附等温模型能更好地描述ATC对U(Ⅵ)的吸附行为.ATC对U(Ⅵ)的吸附去除机理主要包括静电相互作用,与 —NH2、—OH、—COOH的配位络合,与Si—O—Si的π-π相互作用.5次吸附-解吸实验后,ATC对U(Ⅵ)的吸附率在86.71％以上.     

秸秆生物炭的研究进展

从秸秆生物炭的制备及其改性方法:秸秆生物炭对污染物控制的机理与效果和农业应用方面进行综述,对秸秆生物炭面临的问题以及未来的研究方向提出展望,以期为我国秸秆生物炭的研究提供参考。