用于VOCs吸附的生物质基炭材料制备方法的研究进展

对用于VOCs吸附的生物质基炭材料制备方法的研究现状及最新进展进行了综述,其中包括直接碳化活化法、水热法、微波法、前处理碳化活化法以及后处理表面改性法.     

水葫芦生物质炭的制备与染料吸附性能研究

以水葫芦为原料,采用限氧升温热解的方法制备了水葫芦生物质炭,研究热解温度对生物质炭理化结构与染料吸附性能的影响。结果表明,通过SEM、XRD、BET表征可以看出,在一定温度范围内,随温度升高生物质炭比表面积越大,孔隙结构越发达。当热解温度为500℃,生物质炭会有更多的含氧官能团以及较好的孔隙结构。随着热解温度的升高,生物质炭对染料吸附量先增加后有所降低,生物质炭对阳离子染料亚甲基蓝能达到更好的吸附效果,刚果红次之,甲基蓝的吸附效果一般。     

水葫芦生物质炭的制备与染料吸附性能研究

以水葫芦为原料,采用限氧升温热解的方法制备了水葫芦生物质炭,研究热解温度对生物质炭理化结构与染料吸附性能的影响。结果表明,通过SEM、XRD、BET表征可以看出,在一定温度范围内,随温度升高生物质炭比表面积越大,孔隙结构越发达。当热解温度为500℃,生物质炭会有更多的含氧官能团以及较好的孔隙结构。随着热解温度的升高,生物质炭对染料吸附量先增加后有所降低,生物质炭对阳离子染料亚甲基蓝能达到更好的吸附效果,刚果红次之,甲基蓝的吸附效果一般。     

废物资源化制备生物质炭及其应用的研究进展

生物质炭作为一种多功能性材料正逐步受到人们的广泛关注。本文综述了以废弃物为原料制备生物质炭,给出了制备生物质炭的主要工艺,并对生物质炭的主要物理化学性质如元素组成、碱度、表面特性和孔隙结构进行了介绍。然后对生物质炭在农业和环境领域中的应用做了相应介绍,例如用作土壤改良剂提高土壤肥力、增加碳固定、减少温室气体排放,作为一种高效吸附剂同时去处污水中重金属及有机污染物等。最后,对今后生物质炭的研究方向作出了展望,指出应继续研究尽快实现生物质炭的大量、高效、廉价生产,从原料和工艺方面着手进一步提高生物质炭的比表面积,使其成为活性炭的替代品,同时进一步研究对土壤的改良和修复、对农作物生长和产量的促进以及对温室气体的减排作用的机理,并提供大面积的长期的实验数据支持。     

固定化蟹壳生物炭制备及吸附Pb2+的研究

以废弃的蟹壳为原料制备蟹壳生物炭(BC),采用海藻酸钠固定制备复合凝胶球。结合成球形态和对Pb²⁺的去除率发现,在BC与海藻酸钠质量比为1∶2的条件下制备的蟹壳生物炭-海藻酸钠凝胶球(BC-SA)的性能最佳。探究了影响BC-SA吸附Pb²⁺的因素及其再生能力,通过扫描电镜和傅里叶红外光谱仪对未添加BC的凝胶球和吸附Pb²⁺前后的BC-SA进行表征。结果表明,Pb²⁺溶液初始pH、BC-SA投加量、Pb²⁺初始浓度和反应时间都会对BC-SA吸附Pb²⁺产生显著影响。吸附过程符合拟二级动力学模型,表明吸附以化学吸附为主,Langmuir等温线可以更好地拟合实验数据,Pb²⁺最大去除率为91.06%。再生结果表明,经5次解吸-吸附循环后,BC-SA对Pb²⁺的去除率为82%,展现出良好的可重复利用性。BC得以成功地固定且BC-SA表面的羟基和羧基与Pb²⁺之间发生了官能团的络合作用。     

磁性生物质炭的制备及在污染水体中的应用

介绍了磁性生物质炭的制备方法及所需的原料,尤其是在污染水体中的应用。阐述了磁性生物质炭的制备方法,包括浸渍-热解法、液相还原法、共沉淀法和物理混合法,并指出各种制备方法的优缺点。重点分析了磁性生物质炭吸附污染物的影响因素及机理,发现磁性生物质炭的热解温度及投加量、溶液的pH、反应时间、污染物的初始浓度、吸附温度和溶液中其他竞争离子等对污染物吸附效果都有一定的影响,而且其吸附机理比较复杂,关键的吸附机理包括物理吸附、离子交换、静电吸附、共沉淀、表面络合等。详细总结磁性生物质炭在污染水体中的应用,磁性生物质炭已广泛用于去除水体中的各种污染物,包括重金属、无机阴离子、抗生素、农药、有机染料及核污染物。此外,还对磁性生物质炭的再生和回收进行了评价。     

探究不同热解方式制备生物质炭基肥

将秸秆原料经过不同热解温度和肥料配比处理,比对产品PH值、有机质等理化指标,结论:400℃处理的生物质炭可做有机肥使用,500℃处理的生物质炭可用于重金属吸附剂,600℃处理的生物质炭可做土壤改良剂作用于酸性土壤.     

污泥与生物质共热解制备生物质炭工艺优化及吸附性能

通过污泥与秸秆（玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆、芝麻秸秆）慢速共热解的方法,在不同热解温度（300℃、400℃、500℃、600℃）、热解时间（0.5h、1h、1.5h、2h）及配比（污泥与生物质1∶0、1∶0.5、1∶1、1∶2）条件下制备4种生物质炭,即SCBC（污泥-玉米秸秆生物质炭）、SRBC（污泥-水稻秸秆生物质炭）、SWBC（污泥-小麦生物质炭）、SSBC（污泥-芝麻生物质炭）,研究了不同热解条件对生物质炭产率、pH、元素组成、表面特征、吸附性能的影响,并根据吸附性能筛选出各生物质炭的最优制备工艺。结果表明,热解温度为500℃、热解时间为2h、污泥与玉米秸秆、芝麻秸秆配比为1∶1时,污泥与水稻秸秆、小麦秸秆配比为1∶2时,制备的生物质炭吸附性能最优。最优制备工艺条件下,4种生物质炭吸附性能相比：SWBC > SRBC > SCBC > SSBC。     

氯化锌活化生物质炭制备活性炭及其表征

以生物质炭为原料,采用氯化锌活化制备高比表面积微孔生物质活性炭,研究了浸渍比、活化剂浓度、活化温度与活化时间等条件对生物质活性炭吸附性能的影响,利用氮气吸附脱附、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、X射线衍射等技术对生物质活性炭表面微观结构、形貌特征及化学结构进行了分析。结果表明,制备生物质活性炭的适宜工艺条件为：浸渍比为3,活化剂质量分数为40%,活化温度为600℃,活化时间为90min。在该条件下制备的生物质活性炭对亚甲基蓝的吸附值为213mg/g,超过国家水处理用活性炭一级品标准。经测试生物质活性炭的BET比表面积高达631.2m2/g,平均孔径2.23nm,总孔容为0.352cm3/g;孔隙结构发达,孔径分布狭窄,孔形状为排列整齐的蜂窝状结构,含有大量的微孔,84.4%的孔集中在2nm以内;表面存在醇羟基、羰基、醚、酚等含氧官能团。     

生物质炭在废水处理中的应用进展

生物质炭具有原料来源广泛、制备工艺简单、表面和结构性能优良等优点。本文综述了生物质炭在废水处理中的最新进展,介绍了基于不同侧重点的生物质炭改性方法,总结了生物质炭去除重金属、无机污染物等废水的机制,并提出了对生物质炭未来发展的思考,为生物质炭的研究和应用提供参考。     

制备方法对胡麻不同部位生物质炭材料吸附活性的影响

生物质炭是指原料在部分缺氧或绝氧的条件通过特殊方法处理后产生的高度芳香化、高碳和高稳定性的固体产物。同一植物不同部位制备的生物质炭的性能往往具有较大差异,本论文以胡麻为研究对象,以KOH、H₃PO₄为活化剂,对胡麻不同部位(杆、皮、根)进行活化,采用水热炭化法、活化法、炭化-活化法制备生物质炭材料,将产物用于吸附溶液中的罗丹明B(RhB)和亚甲基蓝(MB),进一步评价其吸附活性。利用XRD、SEM、TG-DSC、N₂-BET、UV-Vis等对产物的性能进行分析,探究炭化温度、活化温度以及活化剂种类对生物质炭性能的影响。比较不同条件下制备生物质炭材料的微观形貌、比表面积、孔径以及产率。以胡麻杆为原材料,磷酸为活化剂,炭化温度200 ℃,活化温度820 ℃时,制备的生物质炭孔径分布均匀、数量较多、断面呈管状,且其表面积最高,可达1 247.63 m²/g。该产物对RhB和MB都表现出了良好的吸附能力,在接近1 h时,10 mg/L的RhB溶液就已经全部褪色,吸附率高达100%。     

改性夏威夷果壳炭的吸附性能研究

比较了化学一步活化法和直接炭化制备的夏威夷果壳炭的吸附性能。结果表明,采用化学一步活化法制备夏威夷果壳炭的最佳条件为：浸渍比(果壳∶氯化锌)为1∶2.5,升温速率为10℃/min,活化温度为550℃,保温时间60 min,在此条件下制备的夏威夷果壳炭的亚甲基蓝值达169.6 mg/g,碘值达1 254.46 mg/g。傅里叶红外光谱、元素分析、XRD和扫描电镜等分析表明,化学一步活化法制得的果壳炭表面形貌具有丰富的孔隙结构、较多的极性官能团,呈现高石墨化程度,比表面积达1 504.998 m²/g。     

改性生物质炭对水样中磷的吸附性能研究

近些年,农业的迅速发展导致化学肥料、农药的大量使用,也引起磷污染。本论文对生物质炭采用氢氧化钠和金属处理对磷进行吸附。结果表明,钙镁摩尔比为1∶2时的生物质炭对PO■的吸附量最高,达到0.149 mg/g,投加量为32 g/L,pH在弱碱性条件下吸附效果最好,静态吸附平衡时间为17 h,温度对吸附影响不明显。吸附动力学模型符合准二级动力学模型,等温吸附过程符合Langmuir模型。     

樱花生物质炭的制备及对废水中六价铬的吸附

选用樱花为原料制备新型生物质炭,应用其吸附含Cr(Ⅵ)的模拟废水,用单因素静态实验对影响吸附的5个主要因素(吸附剂投加量、pH值、Cr(Ⅵ)初始浓度、反应温度和吸附时间)进行分析,并结合吸附过程的动力学特征以及特性表征,对吸附机理进行了初步探究。结果表明,樱花生物炭含有较多中孔,表面官能团如酮基、羧基和C=C能作为电子供体将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ);樱花生物炭的最佳吸附条件为樱花炭投加量为1 g/L,pH=2,Cr(Ⅵ)浓度为50 mg/L,吸附时间为4 h,反应温度为25℃,在此条件下,吸附量为49.52 mg/g;拟合系数表明准二级动力学方程能更好地反映樱花炭的吸附过程,说明以化学吸附为主;樱花炭的吸附过程更符合Langmuir等温线方程,说明其是单层吸附,最大吸附量为49.78 mg/g;可见,樱花炭在吸附Cr(Ⅵ)方面有一定的发展前景。     

生物质炭可控制备及在水处理中的应用

综述了近年来常用的农业废弃物、污泥、植物以及生物高聚物生物质炭在水处理中吸附污染物的研究与应用。不同的原料、热解温度和热解时间会导致生物质炭的产量、元素组成以及理化性质有所不同,可根据吸附质的特性合成生物质炭。在今后的研究过程中,一方面应尝试成本效益好的规模化生产,另一方面应加强对生物质炭的长期吸附效应的研究。     

改性生物质炭对水中氟离子的吸附研究

采用浸渍法将铁离子、铝离子负载于生物质炭上制备改性生物质炭,对其进行SEM表征及碘吸附值的测定,将其用于水中氟离子的静态及动态吸附,考察了负载离子浓度、溶液pH、干扰阴离子、吸附剂床层质量、废水流速等因素对改性生物质炭吸附效果的影响。实验结果表明：铁离子浓度0.1 mol/L、铝离子浓度0.3 mol/L条件下制备的改性生物质炭对氟离子的去除率最高可达99.8%,且该改性生物质炭具有较好的再生性能,一次再生率达98.6%,五次再生率可达61.9%;动态吸附条件下,吸附剂质量8 g,废水流速8 mL/min时,氟离子去除效果最好。     

生物质炭的制备及其在能源与环境领域中的应用

本文综述了热分解法、微波炭化法以及水热炭化法制备生物质炭材料的研究现状及其存在的问题;并概括了生物质炭在碳燃料电池、生物质炭燃料、污水处理和土壤处理等能源与环境领域应用的研究进展,最后展望了生物质炭的发展前景。     

VOCs吸附剂及其吸附机理研究进展

挥发性有机物（VOCs）已经成为继颗粒物、二氧化硫之后的又一大气体污染物,开发有效治理VOCs的方法是目前普遍关注的研究热点。具有吸附能力的多孔物质在治理VOCs方面的功效被日益重视。本文从制备方法、化学组成、结构特征、吸附性能及对应机理等方面对多孔吸附剂进行重点介绍,概述了吸附剂在聚合物加工中净化VOCs的应用,并对吸附材料的发展前景进行了展望。