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[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。
关键词：
生物炭 氧化改性 Cd~(2+) 吸附
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
马家敏 王卓超 杨争鸣 牛文娟 曹红亮
为进一步明晰低温空气氧化生物炭吸附苯系污染物的作用机制，以竹屑为原料，以CaCl_(2)为活化剂，通过两步活化法制备低温空气氧化生物炭，并综合吸附试验、炭结构表征和密度泛函理论（density functional theory， DFT）计算，深刻解析了低温空气氧化生物炭吸附苯酚、苯胺、对苯二酚、对硝基苯酚等4种苯系污染物的过程与行为。结果表明：低温空气氧化生物炭对苯系污染物的吸附性能受生物炭孔隙结构和表面官能团的协同作用影响，生物炭通过微孔结构的孔隙填充作用在空间几何尺度调控苯系污染物的吸附存储过程。低温空气氧化生物炭后，氧原子以羟基、醛基和羧基的形式赋存于生物炭碳骨架表面，从电子尺度影响碳骨架的电子结构排布、改变碳骨架与苯系污染物间的吸附位置及作用类型，通过静电引力及氢键等作用，显著增强生物炭对苯系污染物的吸附能力。其中，碳骨架的羟基和羧基的氢原子作为氢键的供体，醛基的氧原子作为氢键的受体。
[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] 浙江农林大学学报
[作者]
吴光前 孙新元 张齐生
介绍了活性炭表面氧化改性技术的基本原理,对国内外研究者运用不同氧化工艺改性活性炭及其吸附性能变化的研究成果进行了分析总结。经过氧化改性后的活性炭在比表面积、孔容积等方面均有不同程度降低,而表面含氧官能团的数量增加显著。氧化改性后的活性炭对于各种重金属离子的吸附性能提升十分明显,而对于有机物的吸附性能则有不同程度的下降。最后,提出了活性炭表面氧化改性技术的发展趋势和方向。
关键词：
林业工程 活性炭 改性技术 吸附 综述
[期刊] 上海海洋大学学报
[作者]
刘璇 朱美龙 李亚美 刘余 熊悦希 杨红旗 张亚非
为了改善氧化石墨烯(GO)吸附污染物后难以从水溶液中分离的问题，采用聚乙烯亚胺(PEI)对GO进行改性，制备PEI-GO复合材料，并采用红外光谱仪、拉曼、扫描电镜、能谱仪等对复合材料进行结构和形貌表征。分析不同吸附时间、吸附剂用量对MB吸附性能的影响，并对其采用动力学及温线模型进行拟合，记录GO吸附MB与PEI-GO吸附MB后从溶液中的分离时间。结果表明，PEI-GO复合材料与仍具有良好的二维纳米结构，纳米片层中的含氧官能团与PEI中的氨基反应生成O = C-NH共价键。复合材料PEI-GO对MB具有良好的吸附性能。在MB初始浓度为25mg/L，PEI-GO投入量为30mg的条件下，PEI-GO的吸附量可达204.87mg/g；吸附规律符合准二级动力学模型以及Freundlich等温模型；吸附后，分离速率较GO吸附后快4～5倍。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
陈文静 张李金 石峻岭 刘子睿 刘文如 庞维海 赵海涛
该实验制备了生物炭基纳米零价铁（nZVI@BC）复合材料用于厌氧氨氧化污泥的吸附固定。实验得出了nZVI@BC固有吸附性能优于生物炭，且n ZVI@BC对厌氧氨氧化污泥的吸附更符合准二级动力学模型的结论，证实了nZVI@BC投加量和反应温度对其吸附固定厌氧氨氧化污泥存在显著影响。该项研究为厌氧氨氧化工艺处理低温低氮污水过程中污泥易流失问题提供了一种解决方案，具有一定的应用潜力。
[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。
关键词：
生物炭 吸附性能 吸附机理 氨氮 镉
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
杨明利 周乐 冉晓娅 张武岗 吴联
为了考察大孔吸附树脂对苦参水提液中氧化苦参碱的分离效果,选择5种大孔吸附树脂,并采用HPLC定量分析法,研究了不同大孔吸附树脂对氧化苦参碱的吸附性能。结果表明,大孔吸附树脂LSA-21和LSA-30的分离效果明显优于LSA-40,HP-10和AB-8;LSA-21在pH10.0和0℃时吸附效果最好,其动态饱和吸附率为14.52mg/mL,静态饱和吸附率为6.88mg/mL,最适洗脱剂为体积分数30%乙醇,解吸率可达90%以上,由此得到的氧化苦参碱含量约为37%。静态饱和吸附率随温度的升高而降低,其中在较低温度范围(0~10℃)内影响显著;静态吸附速率随时间的延长而变小,其中在吸附的前2h内,吸...
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
秦普丰 周惜时 铁柏清 钱湛 包小丰
采用Fenton试剂氧化-混凝-活性炭吸附联合工艺处理酚醛废水,考察了废水初始pH,H2O2投加量,[Fe2+]/[H2O2],反应时间和温度及混凝液pH,混凝剂质量浓度,吸附剂质量和吸附时间对处理过程的影响,探讨了废水的降解途径和机理.结果表明,在体系初始pH4,温度40℃,H2O2投加量800 mg/L,[Fe2+]/[H2O2]=0.1,反应时间60 min,混凝液pH为8及混凝剂质量浓度为500 mg/L,吸附剂用量30 g,吸附时间60 min的条件下,废水的COD去除率为97.85%,挥发酚去除率为99.75%,甲醛去除率为99.81%,可为后续的生物处理提供良好的前提.
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张秋平 张文银 孙帅博 董钟 张佳慧
依托科研项目,设计了羧基化氧化石墨烯对Cu(Ⅱ)的吸附的研究性综合实验。该实验包括羧基化氧化石墨烯材料的制备和其对Cu(Ⅱ)的吸附性能研究,涉及红外光谱仪、拉曼光谱仪、X射线粉末衍射仪、元素分析仪以及原子吸收分光光度计的使用。通过实验,使学生了解石墨烯材料的制备过程和表征技术,提高学生学习兴趣,培养学生创新思维,锻炼学生实践能力,提高学生的综合素质和科研创新能力。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
蔡林恒 李湘洲 刘艳新 张胜 王玲芝 栾芳菲
采用高锰酸钾与硫酸锰联合对竹炭进行改性，并将改性前后的竹炭对甲醛的吸附性能进行探讨。分析了甲醛溶液的初始浓度、改性前后竹炭的用量、温度、时间等条件对吸附的影响；通过扫描电镜、比表面积和红外光谱表征了竹炭改性前后的表面构型、比表面积与官能团变化。研究结果表明，甲醛溶液浓度４２ ｍｇ／ｍ Ｌ，改性竹炭用量１７ ｍｇ／ｍ Ｌ、温度３１３ Ｋ，吸附时间５ ｈ的条件下，甲醛的吸附效果最好，达到了５０．２５ ｍｇ／ｇ；扫描电镜、比表面积和红外光谱等手段的分析表明，竹炭经改性后微孔结构增多、比表面积增大、表面含氧官能团增多，改性竹炭比未改性竹炭具有更为良好的吸附性能。
关键词：
改性 竹炭 吸附 甲醛
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘芳 张双 李佳蔓 赵朝成 王永强 刘春爽 孙娟 刘其友
采用软模板法合成介孔碳(MC)并对其N改性合成氮改性介孔碳(NMC),进行了N2吸-脱附和FTIR表征分析,考察MC和NMC对废水中双酚A(BPA)的吸-脱附性能并与活性炭(AC)进行对比。结果:MC与NMC的比表面积分别为687.8m2/g和579.6m2/g;一定条件下,平衡吸附量与BPA初始浓度呈正相关,与吸附剂的量呈负相关,pH值为38时有利于对BPA的吸附,相同条件下NMC平衡吸附量高于MC;吸附动力学模型以准二级动力学为主,Freundlich模型更能有效反映吸附行为,以低温有利自发进行的物理
关键词：
介孔碳 双酚A 吸附性能
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
常春英 滑晓赞 吕贻忠
对不同pH、电解质强度条件下氧化铁对腐殖酸的吸附量、解吸量和腐殖酸可见光谱(E4/E6)进行测定和分析,从而探讨氧化铁对腐殖酸的吸附机理。采用批量平衡震荡法进行氧化铁对腐殖酸的吸附实验,并用分光光度计对吸附前后的E4/E6进行检测。结果表明:酸性环境中物理吸附、物理化学吸附和化学吸附并存,其中物理吸附占了近一半;中性和弱碱性环境中氧化铁对腐殖酸的吸附以化学吸附为主。吸附过程中,吸附在矿物表面的腐殖酸的分子量大、芳构化度大,芳香环的缩合度较大;解吸过程中,中性条件解吸出来的HA的分子量大、芳构化大、芳香环的缩合度较大,碱性条件解吸出的腐殖酸的分子量小、芳构化度小、芳香环的缩合度较小。三氧化二铁和...
关键词：
三氧化二铁 四氧化三铁 腐殖酸 吸附机制
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
何佳闻 何春霞 郭航言 明丽
[目的]亚甲基蓝广泛用于化学指示剂、染料、生物染色剂和药物等领域并在印染工业生产过程中会产生大量有机染料废水并带来巨大的环境风险,为此探讨秸秆生物炭对亚甲基蓝的吸附性能。[方法]用限氧控温法在500℃下制备5种秸秆(水稻秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆、花生秸秆、芦苇秸秆)生物炭,用电镜显微镜扫描、傅里叶红外变换光谱(FTIR)和X射线衍射对5种秸秆生物炭微观结构、官能团、元素进行表征,并用5种秸秆生物炭对亚甲基蓝溶液进行吸附性试验,对比和分析5种秸秆生物炭吸附亚甲基蓝的性能。[结果]水稻秸秆、小麦秸秆和芦苇秸秆具有圆孔型微孔结构;玉米秸秆和花生秸秆具有平行壁型微孔结构。5种秸秆生物炭的FTIR图谱均含有极性基团和芳香性结构。它们X射线衍射图谱的主峰值均出现在(2θ)介于20.8°～28.1°。pH以及投入量的增加会提高秸秆生物炭吸附能力。吸附动力学符合拟二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型。小麦秸秆生物炭对亚甲基蓝吸附能力最大,最大理论吸附量为27.82 mg·g~(-1);水稻秸秆生物炭和芦苇秸秆生物炭的最大理论吸附量分别为27.28和22.72 mg·g~(-1);而花生秸秆和玉米秸秆生物炭对亚甲基蓝吸附能力较差。[结论]在5种秸秆生物炭中,小麦秸秆具有良好的表面特征和吸附亚甲基蓝能力,为有机污染吸附的优选材料。
关键词：
秸秆 生物炭 亚甲基蓝 表征 吸附性
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
刘凡 徐凤琳 李学垣 陈显日
应用X射线衍射和化学分析等手段研究了红壤、砖红壤和黄棕壤中氧化铁类型及其与磷吸附和解吸的关系。结果表明:①黄棕壤中的氧化铁是针铁矿型,砖红壤和红壤是以赤铁矿为主、棕红壤是以针铁矿为主的针-赤混合型。②针铁矿的MCD值一般小于赤铁矿的MCD值,前者的比表面积大,后者的小。砖红壤中的赤铁矿晶体薄,红壤中的厚。③针铁矿型氧化铁的磷吸附量明显高于针-赤混合型氧化铁的磷吸附量,并随粘粒中G/(G+H)值增大而提高。赤铁矿晶体愈薄,吸附的磷量愈少。④磷的解吸率随氧化铁中G/(G+H)值增加而降低,赤铁矿形貌对磷的解吸率影响不明显。
关键词：
氧化铁 针铁矿 赤铁矿 磷吸附
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