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1.
为明确热解温度对不同烟草废弃物生物炭中元素组成及重金属安全性的影响,以烟秆、烟梗及废弃烟叶为原材料,研究了2种热解温度(450℃和600℃)下制备生物炭的产率、元素组成、重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb)含量及其浸出毒性特征。结果表明,当热解温度从450℃升至600℃,各废弃物生物炭的产率降低,生物炭中的碳(C)含量升高,而氮(N)和氧(O)含量降低;其中烟梗炭的产率最高,烟秆炭的碳含量及烟叶炭的氮含量最高。随热解温度升高,各生物炭中Ni、Cu、Zn、As和Pb等重金属含量均呈不同程度升高,而烟叶炭中Cr及烟梗和烟叶炭中Cd含量在600℃热解温度下显著低于原材料中含量;随热解温度升高,烟梗炭的Cr、As元素和烟叶炭的Zn、As元素的相对富集系数(REF)下降,且由富集趋势(REF>1)转为挥发趋势(REF<1);烟叶炭的Ni、Cu元素则由挥发趋势转为富集趋势。各生物炭中重金属的沥滤浸出毒性(TCLP)均低于其原材料浸出液,生物炭浸出液中Cu、Cd和Pb含量随热解温度升高而降低,As含量呈相反趋势,各生物炭浸出液重金属含量均低于GB 5085.3-2007浸出毒性规定限量值,表明烟草废弃物生物炭的重金属浸出毒性较低,可以在农田中安全施用。 相似文献
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3.
为促进沙棘籽的资源化利用,以沙棘籽为原材料,采用慢速热解技术分别于300、400、500℃条件下制备生物炭吸附剂(BC300、BC400、BC500),研究其去除水中苯酚的效果。吸附实验结果表明,生物炭的制备温度明显影响其对苯酚的吸附效果,3种温度制备的生物炭对苯酚的吸附能力表现为BC500BC400BC300。苯酚的初始浓度、吸附温度、时间等因素均影响吸附效果。45℃下苯酚初始浓度为20mg/L时,BC500对苯酚的去除率最高,达92.1%,生物炭对苯酚的等温吸附线符合Langmuir模式和Freundlich模式。探明了沙棘籽制备生物炭吸附剂及其去除苯酚的最适条件,可为沙棘籽应用于苯酚等有机污染物的去除提供理论依据。 相似文献
4.
为进一步探究生物焦汞吸附特性与提升生物焦汞吸附性能,采用共沉淀法制备以生物基为载 体的铁基改性生物焦脱汞剂,基于密度泛函理论,结合多种表征和计算手段,通过高价金属离子、晶格 氧与氧空位结合,构建了缺陷型碳环掺杂金属的铁基改性生物焦分子模型,并对 Hg0 在铁基改性生物 焦表面吸附的反应路径进行研究,确定了 Hg0 在改性生物焦表面的吸附反应活化能垒和决速步骤,进 一步揭示了 Hg-Fe10%-BC 的反应机制和相应成键机理。 在验证不同铁基负载比率失活生物焦再生 可行性的基础上,揭示了失活生物焦再生反应机理,探究了反应条件和含氧官能团对吸附过程的影响 机制。 研究发现,Hg0 在铁基改性生物焦表面的吸附过程共包含扩散与吸附氧化阶段,其中 Hg0 作 为 Lewis 碱易与作为 Lewis 酸的改性生物焦发生非均相氧化反应,而 HgO 则为 Hg0 吸附后的主要赋存 形态;带有电子的氧空位为吸附过程的化学吸附位点,均匀分散在生物焦中的金属离子与对应氧化物中 的晶格氧为反应过程中的氧化位点;含氧官能团通过自身酸碱程度进一步影响生物焦汞吸附性能;失活 生物焦再生受到氧链长度增加的限制,最大汞吸附效率降至改性生物焦一次汞吸附效率的 90%;定量揭 示了铁基改性生物焦 Hg0 的吸附机理与失活改性生物焦的再生机制,为脱汞方法的优化提供理论依据。 相似文献
5.
黄河流域许多地区由于规划不科学、环保措施不足、监管不严等原因,工业场地往往与农田直接镶嵌,极易造成周边土壤重金属污染。为高效快速低成本修复工业场地周边大范围农田土壤镉污染,选择河南省新乡市凤泉区大块镇工业聚集区周边受污染农田开展大田修复实验,利用2种速生植物3连茬种植(即小白菜-黑麦菜-小白菜)联合2种生物炭(即杨树皮生物炭(PBC)和硫脲改性杨树皮生物炭(TPBC))原位修复土壤镉污染,测定连茬种植下土壤镉的浸出特性及其化学赋存形态,评估2茬小白菜食用健康风险,并揭示生物炭+速生植物联合修复土壤镉污染的潜力。结果表明:①添加2%杨树皮生物炭(PBC)和2%硫脲改性杨树皮生物炭(TPBC)在60 d后土壤镉浸出量低于《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)规定的III级标准,添加1% TPBC在90 d后土壤镉浸出量低于III级标准。②连茬第3季修复实验后,与CK比,施用1%和2% TPBC的土壤残渣态镉分别增加了71.73%和75.75%;弱酸溶态镉分别下降了130.86%和160.62%。添加1%和2% PBC的土壤残渣态镉分别增加了45.82%和50.07%。弱酸溶态镉分别下降了56.34%和109.27%。联合修复可使弱酸溶态镉和可还原态镉向可氧化态镉和残渣态镉转化,有效降低镉的生物可利用性。③联合修复可在90 d内将小白菜的食用健康风险降至人体可接受的阈值。由此认为,生物炭+速生植物联合可减少土壤镉浸出量,有效降低镉的生物可利用性,减少镉在小白菜中的转运。“生物炭+速生植物”修复技术克服了原位修复土壤镉污染低效耗时难题,为大范围高效快速低成本原位修复工业场地土壤污染提供了技术支撑。 相似文献
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D. Kołodyńska 《分离科学与技术》2018,53(7):1045-1057
Three types of magnetic biochars (MBC1, MBC2, and MBC3) were synthesized from biochar using NaBH4 as a reducing agent of Fe(II) to Fe(0) to remove copper(II) ions from different wastewaters. Based on the research it was found that removal of copper(II) ions by MBC1 occurs with a yield of 99.8% for the concentration 50 mg/dm3 and decreases to 71.7% at 200 mg/dm3. The maximum pH sorption was found at pH 5. The highest correlation coefficient values (65.55 mg/g) were obtained for the Langmuir isotherm model. Application of 0.5 mol/dm3 HNO3 as a desorbing agent gives the highest desorption percentage 98.92%. 相似文献
9.
Kyriacos Zygourakis Hao Sun Pauline Markenscoff 《American Institute of Chemical Engineers》2013,59(9):3412-3420
The development of a novel nanoscale model that can accurately describe the reactivity of solids consisting of multiple components and having ordered and random pores is presented. Domains of multiple solid phases are distributed on a computational grid to simulate reactants with different specific reactivities and dispersions. Sub‐nanometer slit pores and larger cylindrical pores with given size distributions are also distributed on the grid in regular and random arrangements respectively. The generated solids are then eroded using rules that simulate a gas‐solid, non‐catalytic reaction occurring in the kinetic control regime. A parametric study is first carried out to demonstrate how key pore structural parameters affect the reactivity patterns. Model predictions are found to be in excellent agreement with experimental thermogravimetric data for the combustion of biochars, both when the slit and random cylindrical pores are fully accessible to the reactant and when diffusional limitations appear in the smaller slit pores. © 2013 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 59: 3412–3420, 2013 相似文献
10.
利用球磨机械力化学技术制备的改性生物炭具有成本低、产能高、绿色无溶剂等优点,近年来受到研究人员的广泛关注.球磨改性增加生物炭表面官能团、扩大其比表面积以及提高吸附容量,使球磨改性生物炭对环境污染物具有优异的去除性能,在环境修复领域应用前景广阔.介绍了球磨改性生物炭的制备与理化性质,总结了球磨改性生物炭在环境修复中对污染物质去除的最新进展,同时明确其对各类污染物的去除机制.在此基础上,探讨球磨改性生物炭在环境修复中目前存在的问题与限制因素,从明确技术和经济可行性、扩展材料应用范围以及厘清潜在生态环境风险等方面提出未来研究方向. 相似文献