生物质多孔碳材料的水热合成及应用研究进展

生物质作为典型的可再生能源,具有负碳属性,符合绿色发展的要求。水热炭化是在相对温和的条件下将生物质转化为各种功能性碳材料的过程。本文综述了近年来以单糖(葡萄糖、果糖和木糖)、木质纤维(纤维素、半纤维素和木质素)和壳聚糖等生物质为原料,通过水热法转化为生物质多孔碳材料的研究进展,重点讨论了生物质多孔碳材料在气体吸附、染料吸附和重金属离子吸附领域的应用,并提出了生物质水热合成高性能和对环境友好的多孔碳材料的未来研究方向。     

碳材料吸附去除水中抗生素的研究进展

综述了碳材料用于吸附去除水中抗生素的研究进展。简要介绍了碳材料对水中抗生素的吸附机理,主要是物理吸附、化学吸附以及静电相互作用。重点介绍了传统型碳材料、新型碳材料、纳米碳材料以及复合材料在抗生素吸附去除中的应用现状,并且比较了以上4种碳材料对水中抗生素的吸附特点,总结目前碳材料对抗生素的吸附缺陷。最后展望未来碳材料吸附去除水中抗生素的研究方向,提出未来需要关注复合材料和复合工艺对抗生素的吸附去除,充分利用组合技术的优势。     

水热炭在吸附有机/无机污染物中的应用研究进展

水热炭材料作为一种新型碳材料,具有含氧官能团丰富、堆积密度高、热稳定性强和导电导热性优良等特点,在催化和吸附、储能材料领域具有潜在的应用价值,尤其适用于吸附各种污染物。首先介绍了水热炭的分类和制备,根据尺寸可以分为水热炭量子点和水热微球。其次综述了水热炭的酸洗改性、碱洗改性、官能团化改性以及对污染物的吸附性能和机理。改性水热炭对污染物吸附的机理包括物理吸附和化学吸附,其中物理吸附主要由范德华力所引起的分子间作用,化学吸附主要包括络合配位、离子交换、静电吸引、氧化还原反应等;最后针对水热炭现存问题进行讨论与展望,以期为改性水热炭吸附去除污染物的广泛应用提供理论支撑。     

水热碳的研究进展

水热碳是一种绿色环保、制作工艺简单的新型碳材料,有望代替传统碳材料应用于各领域。本文基于对水热碳的最新研究进展,详细介绍了水热碳的形成机理及其应用。     

尖晶石型锂离子筛的直接水热合成及其锂吸附性能

采用水热合成法,以硝酸锰、氢氧化锂和过氧化氢为原料直接合成出前驱体——尖晶石型锰酸锂,再经酸浸脱锂后得到对锂离子具有选择吸附性能的离子筛。通过XRD和TEM对产物的晶相结构进行了表征,测定了离子筛材料对纯锂溶液和海水中锂的吸附容量,以及对海水中主要金属离子的选择性。结果表明,当n(锂)∶n(锰)=2.5,过氧化氢浓度为0.3 mol/L,在120℃下反应12 h时,产物几乎为纯的立方相锰酸锂晶体;前驱体晶体呈一维纳米线形态,直径为20 nm左右,长度在300~500 nm;离子筛对纯锂溶液中锂的最大吸附量达到40.23 mg/g,对海水中锂的吸附量为10.46 mg/g;离子筛对金属离子的选择吸附性顺序为:Li+≥Ca2+Mg2+Na+K+,锂的分配系数(Kd,Li)达到12 836.71 mL/g,表现出对锂很高的选择吸附性。     

商品混凝土抗碳化性能的研究进展

商品混凝土抗碳化性能是影响混凝土耐久性的一个重要方面.商品混凝土的配制技术、养护条件及其所处的服役环境是影响商品混凝土抗碳化性能的3个主要因素.本文首先简要阐述了混凝土碳化的机理及腐蚀破坏;然后详细介绍了影响商品混凝土抗碳化性能的3个主要因素的研究进展.为了保证商品混凝土的抗碳化性能,必须根据混凝土结构物所处的服役环境及适合的配制技术来设计商品混凝土,并采用与之相配套的施工养护条件.     

天然可降解柚子皮吸附材料制备及其对有机污染物的吸附性能

以天然柚子皮为原料,经干燥后制备了天然可降解吸附材料;应用差热-热重分析了其稳定性,采用X射线衍射分析和扫描电子显微镜对其物相、形貌和微结构特征进行了表征;并用红外光谱分析对其表面特性进行了测试。分析结果表明,热处理过程中柚子皮有四个主要变化过程：吸附水脱附、结晶水脱附、预碳化和碳化与灰化;柚子皮含有丰富的纤维素,内部具有良好的多孔层状结构,且随着热处理温度的升高,纤维素逐渐被分解,多孔层状结构被破坏。以甲苯、甲醛和丙酮等有机物为吸附对象,测试了天然柚子皮吸附材料的吸附性能。结果表明,80℃时干燥后,柚子皮吸附材料对有机污染物的吸附效果最佳。这与柚子皮的吸附水和结晶水的脱除和多孔层状结构保持良好有关。     

生物质基材料吸附水中砷离子的研究进展

砷(As)污染的去除工艺仍然是最主要的挑战之一,已引起全球的广泛关注。吸附法过程简单且具有高效的吸附潜力,生物质基材料具有遍在性、丰富性、可再生性等优点,因此生物质基吸附法在除As方面得到广泛的应用。从As在水溶液中的存在形式,As(Ⅲ)的氧化吸附、生物质基材料改性及吸附机理等多维度介绍了生物质基吸附法对含As废水的处理研究,最后,从研究与应用的角度,对生物质基材料吸附As的未来研究方向做出展望。     

生物吸附处理污染物的研究进展

本文简要地介绍了生物吸附的概念,吸附机制,吸附剂以及吸附过程中的主要影响因素,并对生物吸附污染物应用方面进行了前景展望。     

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...     

水热合成法制备钛酸钡纳米粉体的研究进展

钛酸钡纳米粉体是非常重要的工业基础材料之一,关于钛酸钡纳米粉体的制备及形貌的控制一直是研究的热点,特别是水热合成方法,因其独特的优势越来越引起人们的关注.就水热法合成法制备钛酸钡纳米粉体的反应机理、影响因素以及存在的问题进行了系统综述,并对其发展前景进行了展望.     

碳纳米管表面改性及其吸附水中污染物的研究进展

简述了碳纳米管的结构、性质及优异的吸附性能,介绍了碳纳米管的表面改性方法,总结了对不同目标物吸附效果的差异。表面改性有利于碳纳米管对水中重金属离子的吸附,对不同的有机污染物而言,不同的修饰官能团的吸附效果差异较大。指出了吸附竞争和提高选择性等是未来需要研究的方向。     

生物质源多孔碳制备及其对废水中药物吸附研究进展

城市现代化与工业化的快速发展给环境造成的污染日趋严重,尤其以水体污染最为明显。近年来,工业废水中药物的含量逐年上升,污染程度已经不容忽视。因此,开发新型多孔材料用于废水中药物分子的吸附分离,已经成为了当前的研究热点。综述了近年来生物质源多孔碳(生物炭)在废水中污染物吸附分离方面的研究,首先简单介绍了废水中污染物的治理方法,在此基础上重点探讨了生物炭的制备与修饰,并结合碳材料表面化学性质与孔道结构,总结并展望了生物炭对药物的吸附性能。     

油页岩渣制备沸石及其吸附Cr6+性能

系统研究了油页岩渣合成沸石过程中NaOH浓度、熔融温度、晶化时间、晶化温度对沸石生成及其Cr6+吸附性能的影响. 结果表明,NaOH浓度和晶化时间主要影响沸石的种类;沸石对Cr6+的吸附率随其制备的熔融温度、晶化时间、晶化温度的增加有增大的趋势,但随NaOH浓度降低而增加;沸石对1 mg/L含铬模拟废水中Cr6+的最大吸附量为1.120 mg/g,吸附率达到89.6%. 考虑到成本,最佳合成条件为：NaOH浓度4.6 mol/L,熔融温度400℃,晶化时间72 h,晶化温度140℃.     

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。     

污泥质活性炭吸附剂的制备和吸附性能研究进展

介绍了目前污泥质活性炭吸附剂制备方法及在治污方面的应用进展。阐述了污泥直接干化法、传统活性炭活化碳化法和微波活化碳化法等制备方法的研究现状,指出向污泥中添加金属氧化物、聚合物以及相应的辅料,可改变污泥碳的结构,提高吸附去污效能。初步探讨了污泥质活性炭吸附剂的除污机制和朗格缪尔及弗兰德利希模型的应用研究。     

单宁基吸附材料的研究进展

单宁是植物中含量最丰富的成分之一,其分子结构中含有大量的邻位酚羟基,可以发生络合、氧化还原等反应,具有很强的吸附能力。讨论了单宁的结构特征,综述了单宁基吸附材料的类型及其制备流程,总结了单宁基吸附材料对于金属离子、非金属离子、有机化合物及其他有害物质等的吸附研究与应用现状,并重点探讨了单宁基吸附材料对重金属和蛋白质等的吸附机制。