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[期刊] 中南林业科技大学学报  [作者] 程钰莹  王嘉铭  王平  朱健  陈润华  向思源  罗思远  
【目的】为解决水体富营养化、重金属镉污染的问题,选取3种不同植物基生物炭(木炭、竹炭、谷壳炭)作为吸附剂探究其对水溶液中NH4~+ 和Cd(Ⅱ)的吸附性能和机理。【方法】运用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射光谱(XRD)等技术手段对3种植物基生物炭进行表征,分析了其理化结构特性。同时采用单因素试验探究了吸附时间和溶液初始p H值等不同条件对吸附的影响,并利用吸附等温线、动力学模型以及一系列表征手段探讨了吸附机理。【结果】3种植物基生物炭对NH4~+ 的吸附量随着吸附时间的增加而增加,100 min后基本趋于平衡。随着p H值、温度、投加量和NH4~+ 初始浓度的增大,吸附量均先增大后减小。3种植物基生物炭对Cd(Ⅱ)的吸附量整体随着p H值、吸附时间的增加而增加,且p H值在6.0之间时,3种生物炭对Cd(Ⅱ)的吸附效果较好;随着Cd(Ⅱ)初始浓度的增加,吸附量先增大后趋于平缓;随着炭投加量的增加吸附量逐步减小后趋于平缓;温度对于3种生物炭吸附Cd(Ⅱ)的效果影响较为复杂。对数据进行拟合,发现3种生物炭对NH4~+ 和Cd(Ⅱ)的吸附更符合Langmuir模型,经计算,25℃条件下,木炭、竹炭和谷壳炭对NH4~+ 和Cd(Ⅱ)的最大吸附量分别为7.37和11.38 mg/g、5.54和9.61 mg/g、7.96和11.07 mg/g。对NH4~+ 的吸附,木炭更符合二级动力学模型,竹炭、谷壳炭更符合一级动力学模型;对Cd(Ⅱ)的吸附均符合二级动力学模型。【结论】谷壳炭、木炭、竹炭是廉价易得且吸附能力较好的吸附材料。
[期刊] 农业现代化研究  [作者] 刘妍  朱晓龙  丁咸庆  侯红波  彭佩钦  廖柏寒  
为了解Cd、Pb在土壤中迁移转化规律,探明不同水稻土对Cd、Pb吸附解吸的影响,以红壤、紫色土母质发育的水稻土为对象,研究Cd、Pb在两种土壤中的吸附解吸行为,分析红壤、紫色土对Cd2+、Pb2+吸附解吸特性及其与土壤理化性质的关系。结果表明,两种土壤对Cd2+的吸附用Langmuir、Freimdlich模型均有较好拟合,相关系数在0.95以上;而Pb2+的吸附则用Freimdlich模型拟合较好,相关系数在0.99以上。随着溶液中Cd2+、Pb2+含量的增大,红壤、紫色土对Cd2+、Pb2+的吸附量增大;解吸量亦随吸附量的增加而增加。红壤、紫色土对Cd2+、Pb2+的最大吸附量分别为287...
[期刊] 西南农业学报  [作者] 肖光莉  郭新欣  韩熙  张坤  朱双  勾琪立  徐强  黄化刚  
【目的】探究改性生物炭对重金属元素镉(Cd)的吸附机理,以期为治理Cd污染和改性生物炭工业化生产提供参考。【方法】以工业化生产的竹屑生物炭(BB)和烟杆生物炭(TB)为原料,在300℃的低温限氧条件下进行氧化改性30 min,冷却至室温后制成两种改性生物炭(分别记为BB300和TB300)。通过X射线衍射技术对改性前后的生物炭矿物组分进行分析,结合吸附实验对其吸附溶液中Cd~(2+)的吸附特征进行研究。【结果】BB300和TB300产率高,分别达70%和65%。4种生物炭(BB、BB300、TB和TB300)的饱和吸附量分别为7.57、15.97、120.48和166.67 mg/g, TB和TB300相较于BB和BB300,吸附性能更好,但改性效果较差。对比Langmuir吸附模型和Freundlich吸附模型,Langmuir吸附模型能更好的拟合四种生物炭的等温吸附过程,表明这4种生物炭表面具有有限的吸附位点,吸附机制主要是单分子层吸附。对比准一级动力学吸附模型和准二级动力学模型,4种生物炭对溶液中Cd~(2+)的吸附过程更符合准二级动力学吸附特征,物理吸附与化学吸附同时发生。对比吸附速率k_2,氧化改性能提升吸附速率。改性生物炭混土材料吸附Cd~(2+)实验表明,改性生物炭对土壤Cd~(2+)的吸附特征更符合Langmuir吸附模型,改性生物炭加入土壤能提升土壤对Cd~(2+)的吸附能力,同时土壤的理化性质也影响生物炭的吸附能力,pH值较高和CEC更高的紫色土能吸附更多Cd~(2+)。生物炭添加量对土壤Cd~(2+)吸附有正向的影响。【结论】利用热空气氧化方法改性的生物炭产率较高且无化学试剂带入,具备工业化生产的前景。改性后的生物炭能够有效提升生物炭对Cd~(2+)的吸附能力,对土壤Cd污染具有较优的钝化能力,为提升生物炭钝化土壤重金属能力和规模化生产应用提供了参考。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)  [作者] 李俊  邵继海  刘德明  匡晓琳  孙晨敏  陈杰锋  
探讨在添加或不添加NaN_3条件下,不同周丛生物投放量(干质量0.1、0.2、0.3、0.4 g/L),温度(10、15、20、25、30、35℃),pH(4、6、8、10)和起始罗丹明B质量浓度(1、5、10、20、40、80、160 mg/L)对周丛生物对罗丹明B的吸附和降解特性的影响,并通过HPLC–MS分析周丛生物对罗丹明B的降解机理。结果表明:周丛生物对罗丹明B具有一定的吸附和降解能力,在本试验周丛生物的用量范围内,随着用量的增加,周丛生物对罗丹明B的去除率逐渐增加;其过程主要是2阶段的协同过程,涉及生物吸附和生物降解,以吸附为主;不添加NaN_3的周丛生物去除罗丹明B的最佳pH为6,温度为30℃;添加NaN_3的周丛生物对罗丹明B的最佳吸附pH为6,温度为20~30℃;等温线以Langmuir模型和Freundlich模型拟合,周丛生物+NaN_3组更符合Langmuir模型;HPLC–MS检测结果表明,周丛生物降解罗丹明B产生1个相对分子质量约为391的中间产物,其降解过程可能是一个逐步脱乙基的过程。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)  [作者] 罗建新  郭维  燕慧  杨琼  董心亮  杨文强  
研究了在湖南烟草专用肥中普遍使用的A、B、C 3种农用腐植酸对钾的饱和吸附、解吸及pH对其吸附和解吸钾离子的影响。结果表明:C腐植酸属于钾饱和腐植酸钾盐型,较A、B腐植酸具有更强的解吸活性,阳离子交换量达375.74 cmol/kg,解吸反应进行到60 min时趋于最大解吸量(71.00 mg/g);A、B腐植酸对钾离子的吸附趋势基本相似,A腐植酸在反应到60 min时达到吸附饱和,单位吸附量为10.2 mg/g,B腐植酸在反应到20 min时达吸附饱和,单位吸附量为7.72 mg/g;3种腐植酸对介质的pH变化都有较强的缓冲能力,在其有效的缓冲范围内,随着pH值的升高,A、B腐植酸对钾的吸附...
[期刊] 中国水产科学  [作者] 杨贤庆  李来好  戚勃  
采用模拟胃和小肠环境进行体外实验,同时对大白鼠进行体内实验,研究了4种海藻膳食纤维对Cd2+、Pb2+、Hg2+的体内、体外清除效果,并与麦麸(Wheat bran)膳食纤维进行了比较研究。结果表明:(1)在体外模拟实验中,4种海藻和麦麸膳食纤维对Cd2+、Pb2+、Hg2+的吸附效果与pH、纤维种类有关。在小肠环境下较胃环境吸附强烈,海带(Lamiraria japonica)吸附最强,其次为麒麟菜(Eucheuma)、麦麸和江蓠(Gracilaria),马尾藻(Sargassum)最差。各种膳食纤维对Pb2+吸附最强,对Hg2+最弱。(2)在动物体内实验中,各膳食纤维对大鼠体内重金属排出量...
[期刊] 农业现代化研究  [作者] 田雪  王一佩  杨钙仁  彭晚霞  谭凤森  覃志伟  
采用静态吸附方法,研究了吸附质浓度、离子共存对水葫芦鲜样(ECF)和干样(ECD)、稻草干样(OSD)和杉木屑干样(CLD)的氮磷吸附影响过程与特征。结果表明:1)在单一吸附质试验条件下,所有基质对磷的去除率随吸附液PO4--P浓度升高而逐渐下降,ECF和ECD对NO_3--N或NH_4+-N的吸附率则随吸附质浓度升高呈现出先降后升再降的趋势,而OSD和CLD对NO_3--N的吸附则随吸附质浓度升高而不断升高。植物基质对氮磷去除率均随吸附时间延长而逐渐下降,在第4 h和第5 h,去除率降至10%以下。吸附
[期刊] 农业现代化研究  [作者] 田雪  王一佩  杨钙仁  彭晚霞  谭凤森  覃志伟  
采用静态吸附方法,研究了吸附质浓度、离子共存对水葫芦鲜样(ECF)和干样(ECD)、稻草干样(OSD)和杉木屑干样(CLD)的氮磷吸附影响过程与特征。结果表明:1)在单一吸附质试验条件下,所有基质对磷的去除率随吸附液PO4--P浓度升高而逐渐下降,ECF和ECD对NO_3~--N或NH_4~+-N的吸附率则随吸附质浓度升高呈现出先降后升再降的趋势,而OSD和CLD对NO_3~--N的吸附则随吸附质浓度升高而不断升高。植物基质对氮磷去除率均随吸附时间延长而逐渐下降,在第4 h和第5 h,去除率降至10%以下。吸附质浓度由0.01 mol/L升高至0.12 mol/L,基质对NO_3~--N的吸附累积量增至8.0-33.0倍,而对NH_4~+-N则为4.8-6.8倍。ECF对PO_4~--P、NO_3~--N和NH_4~+-N的平均去除率比OSD分别高47.5%、46.9%和22.8%,比CLD分别高98.2%、76.9%和161.4%。2)吸附质共存强烈抑制了ECF、ECD、OSD对氮磷的吸附,而促进了CLD对NH_4~+-N的吸附。3)水葫芦鲜样对氮磷的吸附能力最强,其PO4--P、NO_3~--N、NH_4~+-N的饱和吸附量分别为9.7 mg/g、66.3 mg/g和47.9 mg/g,是水稻秸秆的1.8、1.5和1.9倍;新鲜水葫芦晒干会导致其氮磷饱和吸附量下降51%-60%。
[期刊] 西南农业学报  [作者] 王代懿  梁汉东  张丰松  黄泽春  
EE2(17a-乙炔基雌二醇)是具有极强的内分泌干扰作用的人工合成雌激素,为预测EE2在土壤和沉积物中的污染状况及环境风险,本研究通过摇床实验研究了EE2在我国北方2种不同土壤(黑土,潮土)和1种沉积物表面的吸附特征,以及猪粪及其堆肥DOM(可溶态有机质)对EE2吸附的影响。结果表明:EE2在土壤和沉积物中吸附热力学特征可通过Freundlich等温吸附方程(R2>0.94,P<0.05)描述,EE2在土壤和沉积物表面均呈非线性吸附,吸附系数Kf介于19.76~35.43,并与有机质含量呈显著正相关(P<0.01),有机质是土壤和沉积物中吸附EE2的主要组分;猪粪及其堆肥DOM的加入对EE2在...
[期刊] 中国农业大学学报  [作者] 张小玲  乔玉辉  李花粉  
为探究在废水处理中针对不同重金属吸附特征选择合适的生物炭修复方案,以玉米秸秆为原料,在300和500℃下热裂解得到2种生物炭,通过试验模拟研究生物炭在单组分溶液体系和多种重金属离子的混合溶液体系中,对不同重金属离子的吸附能力,并用等温吸附模型对试验结果进行拟合。研究结果表明:1)对于同种重金属而言,500℃下得到的生物炭的吸附能力更强;2)对于同种吸附材料,单组分与多种重金属离子的混合溶液中对重金属离子饱和吸附量的顺序均为:Ni ~(2+)
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)  [作者] 杨丽华  龚道新  周健  袁雅洁  陈宣宇  王寒  
采用批量平衡振荡法,研究二氯喹啉酸在3种不同结构矿物中的吸附特性,并通过FTIR和XRD分析,探讨其吸附机理。结果表明:1)二氯喹啉酸在3种供试矿物中的吸附动力学过程均包含了快速反应阶段和慢速平衡阶段,其吸附动力学曲线均符合准二级动力学方程、颗粒扩散方程和Elovich方程,其中以准二级动力学方程的拟合程度最好,在颗粒扩散方程中的常数项(c值)不为零,这表明颗粒内的扩散速率不是决定二氯喹啉酸在供试矿物中吸附快慢的唯一因素。2)二氯喹啉酸在供试矿物中的吸附等温线均符合线性模型和Freundlich模型。3)FTIR分析表明,二氯喹啉酸通过氢键、电荷–偶极键、络合作用和电荷转移吸附在高岭石中,通过...
[期刊] 中南林业科技大学学报  [作者] 罗文连  吴晓芙  
采用锰氧化物改性硅藻土并应用于处理含Pb2+模拟废水,研究了改性硅藻土用量、吸附时间、废水中污染物浓度和pH值对改性硅藻土吸附Pb2+的影响,研究了其吸附等温式和吸附动力学。结果表明:随着投加量的减少,离子初始浓度提高,pH值的增大,吸附时间延长,硅藻土对Pb2+吸附量增大;改性硅藻土对Pb2+的等温吸附符合Langmuir模型;改性硅藻土对Pb2+的吸附动力学模型可以很好的与双常数扩散方程吻合。
[期刊] 中南林业科技大学学报  [作者] 李莲芳  吴晓芙  黄中子  马群  
选用天然砩石和红壤作为吸附剂,NH4+和PO43-离子作为测试离子进行了水溶液体系平衡离子吸附试验。试验结果证明建立的Gibbs自由能变与化学势变方程可应用于描述阳离子与阴离子的吸附反应。反应体系Gibbs自由能变在所有检测的点上均为负值,说明在本试验条件下测试的吸附反应为自发反应。吸附反应化学势变具有极限的特性为确定吸附容量p值提供了有效的方法,由本试验确定的天然砩石吸附NH4+离子和红壤吸附PO43-离子的p值分别为2.75和2.20 mg/g。
[期刊] 长江流域资源与环境  [作者] 明玲玲  陈洪斌  张宇峰  
分别以长江三角洲地区海相沉积物母质土壤的表层土和心层土为例,考察了其对重金属Cu的吸附、解吸及固定特性,目的是了解其在不同土壤结构的存在形态和迁移特性。研究表明:不同表层土和心层土的铜吸附容量可用Langmuir,Freundlich和Temkin吸附等温方程拟合,其中以Langmuir方程吻合度最高,回归计算出的最大吸附容量与实验结果基本一致;而其解吸动力学大部分符合指数方式。研究发现,大多数土壤的心层土的最大吸附容量大于表层土,解吸量小于表层土;表层土中对Cu的固定吸附量最大的是滩涂泥,最小的是滩砂泥;心层土中对Cu的固定吸附量最大的是滩潮土,最小的是滩砂泥。不同土壤对Cu的固定吸附量存在...
[期刊] 长江流域资源与环境  [作者] 王晓青  李哲  吕平毓  郭劲松  
就三峡库区悬移质泥沙对磷污染物的吸附解吸特性从野外同步监测和室内试验研究两个方面展开研究。选取长江干流、嘉陵江和乌江共7个监测断面于2002年和2003进行野外同步监测,测试结果表明:水中的悬移质泥沙对水中各种覆存形态的磷污染物浓度具有显著影响,单位重量泥沙对磷的吸附量与水体总泥沙含量、泥沙粒径有密切关系。采集寸滩断面泥沙对磷酸盐吸附解吸特性进行室内试验研究,并根据Langmuir吸附动力学方程对吸附解吸过程进行了拟合,发现吸附速率常数k随着泥沙粒径的增加而呈递增变化,而磷酸盐初始浓度对k值的影响并不明显,同时,磷酸盐解吸量随着泥沙浓度的增加和粒径的增加呈递减变化,k值随着泥沙粒径的增加而呈递...
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