酸改性生物炭对柴油等温吸附的研究北大核心CSCD

以小麦秸秆和稻壳为原材料,分别在300,500,600℃下采用限氧裂解法制备生物炭。利用HCl和HCL-HF混合溶液对稻壳炭(RHB)和麦秆炭(WSB)进行酸洗。采用BET,SEM,FTIR等方法对生物炭酸洗前后形态结构变化及生物炭对柴油的等温吸附行为进行表征。表征结果显示,酸洗和热解温度升高均能增大生物炭比表面积和总孔体积,使孔隙结构更加丰富。实验结果表明,热解温度升高可增加生物炭的芳香程度,生物炭吸附柴油能力也随热解温度升高而增强,且WSB高于RHB;酸洗可去除生物炭中的灰分,SiO振动吸收峰强度明显减弱,并可提高生物炭对柴油的吸附量;Freundlich模型能够更好地描述生物炭对柴油的等温吸附过程,表明生物炭对柴油的吸附除了孔隙填充、π-π作用外,还有多分子层吸附作用。     

生物与胞外聚合物偶联降解石油污染土壤中常见有机物

将石油污染土壤中筛选出来的专一性降解萘菌株Rhodococcus、专一性降解菲菌株Nocardioides与胞外聚合物（EPS）联用,对石油污染土壤中常见的两种难降解有机物萘、菲的降解规律和动力学与菌株的生长曲线进行研究。实验结果表明, EPS与萘降解菌联用吸附降解萘的最佳萘初始投加量为2.14 mg/L,最佳pH值为6,最佳温度为30℃;EPS与菲降解菌联用吸附降解菲的最佳菲初始投加量为0.06 mg/L,最佳pH值为6,最佳降解温度为20℃。EPS与菌株联用对萘的去除率达96%时,菲的去除率达100%。     

新型β-环糊精交联聚合物的制备及其吸附亚甲基蓝性能的研究

以马来酸酐和乙二胺乃原料制备了马来酰胺酸,再将马来酰胺酸与β-环糊精进行交联聚合得到马来酰胺酸交联β-环糊精聚合物(PMCD)。采用FTIR方法对PMCD的结构进行了分析。表征结果显示,PMCD中含有预期的官能团。研究了亚甲基蓝(MB)的初始质量浓度、温度和溶液pH等吸附条件对PMCD吸附MB性能的影响。实验结果表明、PMCD对MB的吸附量随MB初始质量浓度的增大而增大;温度升高有利于PMCD吸附MB;在溶液pH=2～7时,PMCD对MB的吸附量随溶液pH的增大而增大;当pH>7时,吸附量基本不变。探讨了PMCD对MB的吸附动力学和等温吸附模型,PMCD吸附MB的动力学数据符合拟二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型,为单分子层吸附。     

菌糠炭与微生物协同吸附-降解石油烃类污染物

以菌糠为原材料,在不同热解温度(250~650 ℃)下限氧热解制备菌糠炭,通过分析菌糠及菌糠炭结构的差异,探究其对微生物、石油烃的吸附性能及固定化菌株苍白杆菌Q1对石油烃的降解效果。结果表明：随着热解温度升高,菌糠炭对微生物吸附效果提高,其中550 ℃菌糠炭吸附固定化量最高为1.582×10¹⁰ CFU/g,SEM扫面电镜结果显示菌株主要吸附在材料表面。高温炭对石油烃吸附较好,其中550 ℃菌糠炭对胶质、沥青质吸附率最高,分别为36.33%、25.59%;吸附效果均与孔结构、芳香性相关显著,其协同微生物对石油烃四组分总体降解效率高,均优于其他热解温度下制备的菌糠炭组,pH值和有机碳含量对微生物吸附 降解影响较明显,550 ℃菌糠炭对微生物降解石油烃具有强化作用。     

臭氧氧化降解水中苯酚的效能及动力学

在常温常压下对臭氧氧化降解水中苯酚的效能、反应动力学及其影响因素进行了详细研究。结果表明,在臭氧投加量为8.50 mg/min,苯酚初始质量浓度为100 mg/L,初始pH值为11和反应时间为40 min时,臭氧对苯酚的降解效果最好,苯酚从100 mg/L降至0.35 mg/L,降解率达到99.65%;且自来水本底比去离子水本底更有利于水中苯酚的臭氧氧化降解。在上述实验条件下,臭氧对苯酚的降解遵循表观拟一级反应动力学,其相关系数R²=0.9929,表观反应速率常数k_A=1.06×10^-3 s^-1。实验还发现,苯酚降解的表观反应速率常数随着臭氧投加量(4.25～8.50 mg/min)的增加而增大,在臭氧投加量为8.50 mg/min达到最大值1.06×10^-3 s^-1;随着苯酚初始质量浓度(100～250 mg/L)的增大,表观反应速率常数从1.06×10^-3 s^-1下降到0.39×10^-3 s^-1;随着溶液初始pH值(5～11)的升高,表观反应速率常数从0.22×10^-3 s^-1增加到1.06×10^-3 s^-1。在某种程度上证明了表观反应速率常数分别与臭氧投加量和溶液初始pH值成正相关性,与苯酚初始质量浓度成负相关性。     

克拉玛依石油污染土壤生物修复的初步研究

进行了克拉玛依石油污染土壤生物模拟修复实验,考察了最佳启动条件,分析了在生物修复过程中土壤理化性质、微生物学特性、石油烃组分的变化。实验结果表明,影响生物修复效果的主要因子为菌剂的投加量、水分含量以及鸡粪投加量;最佳启动条件为每1kg污染土壤菌剂投加量200mL,水分含量15%,鸡粪投加量120g,麦糠投加量50g,表面活性剂30mL,经75d修复后石油烃的降解率达到了56.31%;生物修复的不同阶段土壤理化性质和微生物学特性有较大变化,修复过程土壤脲酶、脱氢酶活性降低,过氧化氢酶活性升高。石油烃四组分分离和模拟蒸馏实验表明,微生物对石油烃中四组分的降解能力大小依次为饱和分,芳得分,胶质和沥青质;在生物修复过程中,微生物优先利用低碳数的正构烷烃,经过70d的降解,C₁₂~C₁₄含量低于检测限;正构烷烃色谱峰型发生较大变化,由左右对称变为“左缓右陡”;异构烷烃相对含量增加,色谱基线被明显抬高。     

颗粒活性炭对地下水中溶解油的吸附特性

研究不同材质和粒径的颗粒活性炭对地下水中溶解油的吸附性能及影响因素,以确定最佳吸附条件。结果表明,颗粒活性炭对地下水中溶解油的吸附过程较好地符合Lagergren拟二级动力学方程,吸附平衡时间为300 min,椰壳制颗粒活性炭对溶解柴油和委内瑞拉原油的平衡吸附量分别为123.4 mg/g和26.81 mg/g,明显高于果壳和煤质制颗粒活性炭的平衡吸附量,且吸附量随颗粒活性炭粒径的减小而增大。吸附地下水中溶解柴油和原油的40～60目椰壳活性炭投加质量分别为0.1 g和0.06 g,吸附最佳温度是25 ℃,吸附柴油和原油的最佳pH值分别是7和8。盐度对于颗粒活性炭吸附溶解油的影响不大,碱性环境对于活性炭吸附柴油有明显的抑制作用,而酸性条件对于活性炭吸附原油有明显的抑制作用;颗粒活性炭对溶解柴油和原油的吸附分别适合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,即颗粒活性炭表面对溶解柴油的吸附主要是单层吸附,而对溶解原油的吸附是非均匀异质的。     

疏水磁性石墨烯纳米复合材料用于乳化油的去除

利用化学共沉淀法合成磁性石墨烯纳米复合材料并用于吸附处理含油废水中的乳化油。利用SEM,TEM,XRD,FT-IR,VSM及其他分析方法表征制备的MRGO。在不同吸附质初始浓度、MRGO投加量、温度与pH值条件下考察了MRGO的吸附性能。研究了吸附动力学和热力学,并考察了MRGO的重复利用能力。结果表明,65%的乳化油可在15分钟内被MRGO去除。60分钟时,MRGO的吸附量和吸附质的去除率分别为335.85 mg/g及92.52%。随着MRGO投加量的增加,吸附量降低,而乳化油浓度的升高造成吸附量的增加。在碱性环境中MRGO的吸附性能要差于酸性环境。吸附动力学可用伪二阶模型描述,朗格缪尔模型可用于描述热力学数据。MRGO的吸附量在第六次使用时仍可达236.1mg/g.     

生物刺激方法促进白腐真菌修复石油污染土壤

白腐真菌修复石油污染土壤过程缓慢,通过单因素实验考察NH4NO3投加量、含水率、木屑添加量、翻耕频率等生物刺激手段对白腐真菌降解土壤石油烃的影响,利用SPSS 200进行单因素实验结果的方差分析,并根据单因素实验结果选取最佳参数组合与白腐真菌共同修复污染土壤。结果表明,生物刺激最佳组合为NH4NO3投加量为1 g/kg、木屑添加量为3%、含水率30%、翻耕频率为1次/d,其中含水率是影响白腐真菌修复土壤最显著的因素,最佳生物刺激组合与白腐真菌修复土壤的35 d石油烃降解率为4187%。     

陶瓷膜催化臭氧氧化处理苯酚模拟水的研究

含酚废水毒性强,易污染环境且不容易处理。通过陶瓷膜催化臭氧氧化处理苯酚模拟水,考察臭氧投加量、初始pH、膜通量和苯酚初始浓度对苯酚去除效果的影响,并探究其反应动力学以及机理。结果表明：在臭氧投加量为3.55 mg/min、初始pH为10.02、膜通量为75L/(m2?h)和苯酚初始质量浓度为20mg/L时,陶瓷膜催化臭氧氧化去除苯酚的效果最好,反应时间为45min时苯酚的去除率达到100%;陶瓷膜催化臭氧氧化降解苯酚遵循表观拟一级反应动力学规律。TBA（叔丁醇,羟基自由基抑制剂）的对照实验证明,陶瓷膜催化臭氧氧化降解苯酚基本上遵循自由基机理。     

生物炭负载纳米零价铁去除水中石油污染物

在油田开采过程中,化学药剂的大量使用导致原油乳化严重,使得产出液中含有大量难以去除的原油。为了高效、快速且不产生二次污染地处理含油污水,本研究将纳米零价铁负载在菌糠生物炭上,制备了一种新型的铁炭复合材料（SMS-nZVI）,并全面评估了其处理高浓度石油污水的的能力。室内模拟除油实验,结果表明,与单独的菌糠生物炭和纳米零价铁相比,SMS-nZVI除油速度快、效果显著。采用SEM,TEM,BET和FTIR对材料的形貌,结构和性能进行了表征,结果表明,采用生物炭做基底材料可以有效地防止纳米零价铁的团聚,增加材料整体比表面积,增强材料吸附能力。将菌糠生物炭基底与其他生物炭基底进行对比发现,菌糠生物炭制备的铁炭复合材料除油效果优于传统的小麦秸秆生物炭。通过对实验条件的优化,得到了具有最佳除油效果的操作工艺：当纳米零价铁与生物炭的质量比为1：5,pH值为4,原油的初始浓度为1000mg·L-1时,水中石油的去除率在5h时可达到95％。将SMS-nZVI暴露在空气中30天进行自然老化处理后,材料仍能保持62%以上的石油去除率,这说明该材料具有良好的稳定性。     

生物炭对水中重金属及有机物去除的应用现状

生物炭吸附作为一种重要的污染物去除的高效方法,在水污染治理领域备受关注。为更好地治理水环境污染,通过总结国内外已有研究成果,分析了生物炭的吸附机理和吸附性质,并对生物炭在水污染中对重金属以及有机污染物的吸附能力及应用现状进行了分析总结。通过对比不同生物炭对水中污染物的吸附效果,发现不同来源的生物炭对水中污染物的吸附具有一定偏向性,其中以玉米秸秆为原料制备的生物炭对水中污染物具有较好的吸附效果。同时,通过总结已有数据,分析了生物炭吸附水中污染物的优势及发展前景,有助于促进生物炭在水污染治理方面的应用和发展。     

响应面法优化固定化微生物降解石油污染物

从炼油厂活性污泥中筛选和驯化了1株石油降解菌SJ-1,以秸秆材料WT为固定化载体,采用表面吸附法制备固定化微生物;以胜利原油为反应底物,考察了温度、微生物接种量、原油质量浓度、pH值对原油降解率的影响;采用响应面法优化了降解条件,并在优化条件下进行了降解动力学实验。结果表明,单因素对降解率的影响程度从大到小的顺序为温度、pH值、原油质量浓度、接种量,其中pH值和原油质量浓度、原油质量浓度和温度的交互影响对原油降解率影响较显著;根据响应面模型计算得到的最佳降解条件为pH值7.0、原油质量浓度5000 mg/L、温度34℃、接种量46 g/L,此时原油降解率最高达68.3%;固定化微生物和游离微生物降解过程均符合一级动力学,且前者的降解速率是后者的3.67倍。     

硅酸锆负载壳聚糖吸附废水中铅离子的工艺研究

以颗粒状硅酸锆(ZrSiO4)作为载体,通过浸渍的方法将壳聚糖负载其上,制得壳聚糖-ZrSiO4吸附剂。用该吸附剂处理废水中的铅离子(Pb2+),考察了体系pH值、温度、时间等工艺条件对吸附和脱附效果的影响。结果表明,在Pb2+溶液初始质量浓度为5.0 mg/L,pH值为6.0,吸附剂用量为24.0 g/L,吸附温度为30℃,吸附时间为1 h的优化条件下,该吸附剂对溶液中Pb2+的最大吸附率为86.4%,相应其最大吸附容量为180.1μg/g;用去离子水洗涤壳聚糖-ZrSiO4饱和吸附剂,调节脱附体系pH值为2.0,在10℃震荡10 min,该吸附剂对Pb2+的脱附率可达93.5%。     

氧化活性炭在模型汽油中吸附脱硫性能研究

采用臭氧对椰壳活性炭进行氧化处理，考察了反应介质、氧化时间、臭氧化气体流量对活性炭在模型汽油中脱硫性能的影响。结果表明，在反应介质为2 mol/L NaOH、氧化时间为1.5h、臭氧化气体为0.2m3/h的最佳处理条件下，活性炭的静态平衡吸附硫容由8.47 mg-s/g-A提高到21.5 mg-s/g-A，穿透硫容由2.03 mg-s/g-A到14.21 mg-s/g-A。油品中竞争物质对活性炭吸附噻吩性能的影响关系由强到弱依次为：芳烃>烯烃>烷烃。饱和活性炭采用乙醇、丙酮和石油醚进行洗脱再生，其中乙醇再生的效果最好，经多次使用后吸附性能没有明显下降。     

Adsorption studies on removal of Congo red dye from aqueous solution using petroleum coke

Present work attempted to decolorize the congo red dye wastewater using raw petroleum coke (RPC) and activated petroleum coke (APC) as an adsorbent. Petroleum coke contains 90% of carbon and it can be used as an adsorbent for the dye removal. Activation is done using KOH solution with different temperature and different concentration. The effect of operating parameters such as initial dye concentration, adsorbent dosage, temperature and pH has been studied on Congo red dye removal. Kinetics and Adsorption isotherm study were conducted for congo red dye removal. It is observed from the present experiment that, the APC has higher color removal efficiency than RPC. The adsorption process follows the pseudo second order kinetics and Freundlich adsorption isotherm is found that the data fit well with the higher correlation coefficient of 0.999.     

基于重量法的煤吸附甲烷实验及热力学分析

研究吸附热对认识煤吸附甲烷作用机理具有重要作用.利用重量法对2组煤样进行303 K、308 K、313 K等温吸附实验,计算得到煤吸附甲烷的等量吸附热,分析煤吸附甲烷的热力学性质.结果 表明:计算得到的等量吸附热在实验温度压力及对应的吸附量范围内最大值分别为30.51 kJ/mol和23.14 kJ/mol,表明煤对甲...