改性沼渣生物炭活化过硫酸盐去除加替沙星研究

为探究生物炭（BC）活化过硫酸氢钾（PMS）去除加替沙星（GAT）的机制,本实验以厨余沼渣为原料,制备沼渣生物炭,并进行改性处理得到钴炭复合材料（Co-BC）。探索了Co-BC活化PMS降解GAT的机理,研究了催化剂投加量、PMS溶液浓度、初始pH和反应温度对GAT去除率的影响,同时探究了Co-BC活化PMS的反应机制及其作为催化剂的可再生性。结果表明,改性后生物炭的孔隙结构得到改善,Co元素以CoO晶体形式存在于材料表面,且含有丰富羧基羟基等含氧官能团;Co-BC活化PMS体系对GAT的降解效果最佳,材料投加量和PMS浓度越大反应速率越快,高温碱性条件有利于反应进行;Co-BC活化PMS体系过程中存在自由基和非自由基两种机制协同降解机制;所制备的材料具备良好的再生性能,研究结论为水体中GAT的污染治理提供了新的思路。     

改性生物炭活化过硫酸盐去除罗丹明B

以废弃椰壳为原料、高锰酸钾为活化剂,采用一锅法合成了多孔分级碳材料（HPC）,并用其活化过硫酸钠（PS）用于去除罗丹明B（RhB）。通过XRD、SEM对样品的结构、形貌进行了表征,并初步探索了HPC吸附RhB,HPC/PS去除RhB的机理;研究了催化剂用量、PS浓度、溶液初始pH等对HPC/PS去除RhB效果的影响以及HPC的稳定性。结果表明,与未改性的生物炭（BC）相比,HPC的吸附能力提高了1.5倍;SO₄^-·是HPC活化PS去除RhB的主要活性物种;HPC为0.5 g/L,PS浓度为5 mmol/L,溶液初始pH为2.24时,反应120 min后RhB的去除率达到95%;HPC具有较好的稳定性,循环使用4次后活化PS去除RhB的效率仍达86%。     

玉米秸秆生物炭活化过硫酸盐催化降解罗丹明B的性能研究

以玉米秸秆为原料,制备了不同温度的生物炭材料,以罗丹明B(RB)为目标有机污染物,研究了过硫酸盐种类和浓度、生物炭热解温度、RB浓度以及小分子酸等对生物炭活化过硫酸盐降解RB性能的影响,并开展了模拟水样中RB的降解实验。结果表明：生物炭能够有效活化过一硫酸盐（PMS）和过二硫酸盐（PDS）,进而促进RB的降解,其中生物炭-PMS体系的催化活性更强;热解温度影响生物炭活化PMS的催化活性,较低热解温度制备生物炭的催化性能更好;生物炭-PMS体系的催化活性随着PMS浓度的增加或RB浓度的降低而增加;3种小分子酸（柠檬酸、抗坏血酸、草酸）能显著促进体系的催化能力;RB的初始浓度与初始降解速率符合Langmuir-Hinshelwood动力学模型,说明在RB降解过程中,吸附作用发挥着重要作用;生物炭-PMS体系降解人工地下水中RB的效果有所降低。     

稻壳生物炭/过硫酸盐降解水中四环素的研究

以稻壳为原料,制备了稻壳生物炭,并运用FTIR、XRD等进行表征,详细研究了稻壳生物炭/过硫酸盐体系对水中四环素的去除效果和机制,并对四环素降解过程进行了动力学分析。结果表明,制备的稻壳生物炭对过硫酸盐具有良好的活化性能,能协同过硫酸盐实现四环素的高效去除。稻壳生物炭/过硫酸盐体系对四环素的去除率显著高于单一生物炭、过硫酸盐体系和活性炭/过硫酸盐体系。稻壳生物炭/过硫酸盐体系降解100 mL浓度10 mg/L四环素的最佳工艺条件为：生物炭投加量3 g/L,过硫酸盐投加量12 mmol/L,反应温度60℃,初始溶液pH为5.5,反应时间为120 min。该条件下,四环素的去除率达93.9%。FTIR证实,制备的稻壳生物炭表面富含羟基、羧基等含氧官能团,可活化过硫酸盐产生更多硫酸根自由基。此外,水中共存阴离子对降解过程存在不同程度的抑制作用。动力学分析表明,四环素降解过程符合一级反应动力学模型;自由基猝灭实验证实,反应体系主导自由基为硫酸根自由基。     

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。     

改性生物炭活化过硫酸盐应用及机理研究进展

生物炭（BC）由于活化性能良好、成本低且绿色环保，广泛应用于活化过硫酸盐（PS）去除水中难降解有机污染物。不同的改性修饰方法可以丰富BC表面活性位点，进一步增强BC的理化性质，提高活化性能与稳定性。首先，综述了生物炭应用于活化PS的改性方法；其次，总结了BC激活PS的反应活性位点，PS活化的自由基与非自由基途径及其差异；接着，分析了改性以及生物质原料对两种不同活化途径之间的转化影响；最后，展望了BC活化PS应用及机理研究的发展方向。     

磁性污泥生物炭活化过硫酸盐降解罗丹明B

采用微波热解法制备磁性污泥生物炭(MBC),并通过XRD、FT-IR和SEM对其晶体结构、表面官能团及形貌进行表征。以罗丹明B(RhB)为目标污染物,研究MBC活化过硫酸盐(PDS)的性能。结果表明MBC活化PDS能够有效去除水体中RhB,效果优于磁性Fe₃O₄,归功于MBC具有丰富的官能团和发达的孔隙结构。此外,探究催化剂投加量、PDS添加量、温度和pH值对MBC活化PDS降解RhB的影响。MBC活化PDS降解RhB主要通过非自由基过程,其中单线态氧(¹O₂)是主要的反应活性物种。     

热解时间对污泥生物炭活化过硫酸盐的影响研究

污泥热解制备生物炭是一种污泥有效处理处置与资源化利用方法。通过控制热解时间,调控污泥生物炭表面的活性位点,改变过一硫酸盐（PMS）体系中的活性物种组成,可实现环丙沙星（CIP）的高效降解。研究发现,热解温度为700℃、热解时间为120 min时,污泥生物炭具有较高的PMS活化性能,对CIP的去除率近90%。机理探究表明,¹O₂在体系中发挥主要作用。C==O、吡咯氮和—OH位点有利于¹O₂产生,C—O、吡啶氮、晶格氧和Fe位点促进·OH和SO₄^·-释放,石墨氮可促进PMS活化产生SO₄^·-。     

过渡金属-生物炭活化过硫酸盐的研究进展

在应用过硫酸盐高级氧化技术降解有机污染物的过程中,过渡金属-生物炭复合催化剂凭借其独特的优势及发展前景而占有重要地位。综述了近年来各种过渡金属-生物炭复合催化剂在活化过硫酸盐中的研究进展,对包括钴-生物炭、铁-生物炭、铜-生物炭和二元过渡金属-生物炭在内的各种复合催化剂活化机制进行了分析和探讨。最后提出了该研究领域中存在的问题及未来发展的方向,期望为过渡金属-生物炭复合材料在过硫酸盐活化领域的进一步推广和应用提供参考。     

铁基生物炭活化过硫酸盐处理有机废水的研究进展

环境中富集的各种有机污染物对生态系统和人体健康存在较大威胁。近年来,基于过硫酸盐（PS）的高级氧化技术（AOPs）因操作简单、成本较低且氧化还原能力强,在高效降解有机污染物方面展现出巨大潜力。铁基生物炭（Fe-biochar）由于具有吸附和催化的双重优势,在活化PS降解有机污染物领域得到了广泛应用。简述了Febiochar复合材料的制备方法,介绍了Fe-biochar活化PS过程的影响因素,分析了污染物降解过程中存在的反应机制。Fe-biochar不仅可以通过吸附作用去除污染物,还可以通过高效的电子转移来介导Fe-biochar/PS体系中自由基途径和非自由基途径对污染物进行降解。同时,对Fe-biochar的重复利用性和稳定性进行了讨论,提出了几种Fe-biochar高效再生的方法。最后对Fe-biochar用于活化PS降解有机污染物的实际应用进行了展望,以期为难降解有机污染物处理及生物质高值化利用提供参考。     

基于AMD回收的生物炭修饰LDHs降解土霉素研究

采用共沉淀法模拟酸性矿山废水(Acid Mine Drainage, AMD)的中和处理过程,利用生物炭优化调控中和过程,负载修饰获得层状双氢氧化物-生物炭复合材料(Recovered Layered Double Hydroxides, RLDH@BC),用于活化过一硫酸盐(PMS)降解水中土霉素(OTC)。各项表征结果证明,该方法可成功从AMD中回收RLDH@BC。降解实验表明,RLDH@BC可在广泛的pH范围(3～11)高效活化PMS降解OTC,最高去除效率达到88%;共存离子实验表明,NO^-₃和HCO^-₃共存条件下OTC的去除率从86.2%分别降至82.3%、82.2%,影响较小;而Cl^-和H₂PO■共存时,OTC的去除率分别降至76.1%、68.7%,产生一定影响。猝灭实验表明,在RLDH@BC/PMS体系中,自由基和非自由基共同作用,其中自由基占主导作用。经过5个循环后,70%的OTC在20 min内被去除,说明材料具有良好的循环利用性。该研究...     

改性活性炭催化过硫酸盐处理甲基橙废水

为获得低成本、高效率的偶氮染料废水处理方法,采用改性活性炭催化过硫酸盐(PS)氧化降解甲基橙染料废水。通过单因素实验分别研究改性活性炭、PS及Fe²⁺浓度对甲基橙降解的影响,降解过程遵循拟一级动力学模型,反应速率常数为0.0757~1.7178 min^-1。采用Box-BehnkenDesign响应面研究各因素及其交互作用对甲基橙降解的影响,各因素贡献排序为:催化剂投加量>PS浓度>Fe²⁺浓度,最佳反应条件:催化剂投加量为0.73 g/L、PS浓度为2.0 mmol/L、Fe²⁺浓度为1.08 mol/L。对改性活性炭催化PS氧化降解甲基橙染料废水的机理进行探究,电子顺磁共振波谱实验表明降解体系中存在羟基自由基和硫酸根自由基,自由基猝灭实验表明改性活性炭表面的羟基自由基在甲基橙降解过程中起重要作用。     

过硫酸盐降解橙黄Ⅱ性能研究

以偶氮染料废水为处理目标,采用Fe⁽²⁺⁾活化过硫酸盐氧化降解橙黄Ⅱ。考察降解时间、过硫酸盐浓度、引发剂FeSO_4浓度、pH值等因素对过硫酸盐降解橙黄Ⅱ的影响。研究发现,Fe(2+)活化过硫酸盐氧化降解橙黄Ⅱ。考察降解时间、过硫酸盐浓度、引发剂FeSO_4浓度、pH值等因素对过硫酸盐降解橙黄Ⅱ的影响。研究发现,Fe⁽²⁺⁾活化过硫酸盐能有效氧化降解橙黄Ⅱ废水,过硫酸盐最终浓度为5 mmol/L,引发剂浓度10 mmol/L,pH=3时,139 min橙黄Ⅱ降解率可达到98.8%。     

过硫酸盐降解橙黄Ⅱ性能研究

以偶氮染料废水为处理目标,采用Fe~(2+)活化过硫酸盐氧化降解橙黄Ⅱ。考察降解时间、过硫酸盐浓度、引发剂FeSO_4浓度、pH值等因素对过硫酸盐降解橙黄Ⅱ的影响。研究发现,Fe~(2+)活化过硫酸盐能有效氧化降解橙黄Ⅱ废水,过硫酸盐最终浓度为5 mmol/L,引发剂浓度10 mmol/L,pH=3时,139 min橙黄Ⅱ降解率可达到98.8%。     

尖晶石及其改性材料活化过硫酸盐的研究进展

归纳了不同金属基尖晶石(钴基尖晶石、铁基尖晶石、尖晶石硫化物等)活化过硫酸盐体系的研究进展,总结了其氧化降解污染物的主要特点。探讨了尖晶石催化剂的多种改性方式(复合改性、元素掺杂、耦合增强、结构修饰),比较了不同实验体系对有机污染物的降解效果,分析了改性尖晶石活化过硫酸盐体系降解性能提升的原因。阐述了该课题现阶段研究的不足之处,并对其未来发展方向做出了展望。     

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。     

花生壳生物炭吸附剂的制备及性能研究

以花生壳为原料,采用限氧升温法在300℃下处理一小时制备生物炭,研究了其对阳离子染料亚甲基蓝(MB)的吸附能力,并探究其吸附机理。实验结果表明,花生壳生物炭对亚甲基蓝有很强的吸附作用,当花生壳生物炭投加量为100 mg,亚甲基蓝溶液用量为50 mL,亚甲基蓝浓度小于60 mg/L情况下,对于亚甲基蓝的去除率可达90%以上,且吸附速率较快,达到吸附平衡所需时间约为30 min,吸附符合准二级动力学方程,吸附等温曲线符合Langmuir吸附等温模型,说明此花生壳生物炭对亚甲基蓝的吸附为化学吸附控速的单分子层吸附。实验为开发低成本高效新型吸附剂提供理论依据,也为农林废弃物与染料废水的联合处理提供新思路。