大豆秸秆生物炭对苯酚的吸附特性研究

为促进大豆秸秆的资源化利用,以大豆秸秆为材料,采用慢速热解技术于400,500,600℃条件下制备生物炭吸附剂(BC400、BC500、BC600),检测其去除废水中苯酚的效果。结果表明:生物炭的制备温度显著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BC500BC600BC400。此外,废水中苯酚的初始浓度、吸附温度和时间等因素均能影响吸附效果。45℃下苯酚初始浓度为40 mg·L~(-1)时,BC500对苯酚的去除率最高,达86%,生物炭对苯酚的等温吸附线符合Langmuir模式和Freundlich模型。研究结果探明了大豆秸秆制备生物炭吸附剂去除苯酚的最适条件,可为大豆秸秆应用于苯酚等有机污染物的去除提供理论依据。     

亚麻粕生物炭对苯酚的吸附特性研究

为促进亚麻粕的资源化利用,以亚麻粕为材料,采用慢速热解技术于300、400、500℃条件下制备生物炭吸附剂(BC300、BC400、BC500),检测其去除水中苯酚的效果。结果表明,生物炭的制备温度显著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BC500 BC400 BC300。此外,苯酚的初始浓度、吸附温度和时间等因素均能影响吸附效果。25℃下苯酚初始浓度为20 mg/L时,BC500对苯酚的去除率最高,达98%,生物炭对苯酚的等温吸附线符合Langmuir模式和Freundlich模式。研究结果探明了亚麻粕制备生物炭吸附剂去除苯酚的最适条件,可为亚麻粕应用于苯酚等有机污染物的去除提供理论依据。     

棉铃壳生物炭对尼泊金乙酯吸附特性研究

为促进棉铃壳的资源化利用,以棉铃壳为材料,采用慢速热解技术于300 ℃、400 ℃、500 ℃条件下制备生物炭吸附剂（BC300、BC400、BC500）,检测其去除废水中尼泊金乙酯（Ethyl paraben,EP）的效果。吸附试验结果表明,生物炭的制备温度显著影响其对EP的吸附效果,3个温度制备的生物炭对EP的吸附能力表现为BC500＞BC400＞BC300。此外,废水中EP的初始质量浓度、吸附温度和时间等均能影响吸附效果。45 ℃下EP初始质量浓度为40 mg·L^－1时,BC500对EP去除率最高,达89.4%。生物炭对EP的吸附等温线符合Langmuir模式和Freundlich模式。研究结果探明了在3个温度下制备的棉铃壳生物炭去除废水中EP的最适条件,可为棉铃壳应用于EP等有机污染物的去除提供依据。     

生物炭对环丙沙星在热带土壤中吸附行为的影响

以热带农业废弃物甘蔗渣为材料，在3种温度（350、450、550 ℃）下制备不同碳化度的生物炭（分别记为BC350、BC450、BC550），研究其对环丙沙星在砖红壤中吸附-解吸行为的影响。研究结果表明，环丙沙星在砖红壤和添加水平为1.0％的生物炭土壤上的吸附过程可以分为快速和缓慢2个阶段，伪二级动力学模型能很好地描述砖红壤和生物炭土壤吸附环丙沙星的动力学过程（r>0.989，p<0.01）；添加质量浓度分别为0.1％、0.2％、0.5％、0.8％、1.0％的3种生物炭提高了砖红壤对环丙沙星的吸附量，且随着生物炭添加量的增加，吸附量逐渐增加。环丙沙星在生物炭土壤中的吸附-解吸过程能够采用Freundlich模型和Langmuir模型进行较好的拟合（r>0.984，p<0.01）；添加生物炭后土壤对环丙沙星的解吸过程并非吸附的可逆过程，其吸附-解吸过程具有明显的迟滞效应，环丙沙星在生物炭土壤中的解吸滞后指数提高了1.32~1.86倍。生物炭对土壤中环丙沙星有一定的固定作用，环丙沙星在被生物炭土壤吸附后，解吸较为困难，因此可以降低环丙沙星在环境中迁移的生态风险。     

蔗渣基生物质炭的制备、表征及吸附性能

以甘蔗渣为前驱物,采用持续升温限氧法在350、450、550℃温度下制备生物质炭(分别标记为BC350、BC450、BC550),并对其结构和组成进行表征。结果表明,3种生物质炭的产率分别为25.27%、22.28%、18.20%,pH值分别为5.97、6.45、7.96,比表面积为110.52、160.36、298.40 m2/g,阳离子交换量为:42.87、52.69、108.53 cmol/kg。此外,通过对生物质炭进行元素分析,生物质炭中含量最高的是碳元素,通过Boehm滴定测定,生物质炭表面含氧官能团含量随着制备温度的升高而逐渐减少。在3种温度下制备的3种生物质炭对诺氟沙星具有较好的吸附性能,其log(Kf)值大小顺序为:BC550(13.74)BC450(11.47)BC350(4.52)。可用作去除水和土壤中诺氟沙星的吸附功能材料。     

不同裂解温度下3种豆科植物生物炭理化特性分析

为研究3种豆科植物在不同温度下裂解所得生物炭的理化性质差异，确定适宜用于热带地区酸性土壤改良的生物炭。以花生秸秆、大豆秸秆和柱花草3种豆科植物为原料，在300、500、700℃下制备成花生秸秆炭（Pe）、大豆秸秆炭（Be）和柱花草炭（St），利用傅里叶红外光谱仪对生物炭表面官能团进行定性分析，并测定生物炭的pH、C和N含量等理化性质。结果表明：3种原料制备的生物炭在500℃显著高于300℃，500℃后基本平稳；生物炭的N含量和产率随温度升高而降低，3种材料制备的生物炭中，Be的碳含量和C/N最高，N含量和产率最低；生物炭的灰分含量、灰分碱度和pH均随裂解温度升高而升高，同一裂解温度，不同材料均表现为Be>St>Pe；生物炭的孔径和比表面积均随温度升高而增大；3种原料生物炭随温度升高形成更稳定的芳香族化合物，结构主要以C=O和C=C为主。该研究豆科植物生物炭适宜的热解温度为500℃，温度再升高，对生物炭理化性质影响不大。综上，500℃裂解生成的大豆生物炭适合于农田酸性土壤改良，而花生和柱花草生物炭有利于农田土壤固碳减排。     

裂解温度对海南不同材料生物炭理化特性的影响

为探求热带地区生物质在制备生物炭时对温度的响应,以热带地区植物桉树、橡胶树和椰糠为原料,在300、500和700℃下制备成桉树炭（E）、橡胶树炭（RT）和椰糠炭（SC）,利用元素分析仪、扫描电镜（SEM）、X射线能谱分析仪（EDS）和傅立叶红外光谱分析仪（FTIR）等研究不同裂解温度对生物炭的酸碱度、结构及元素组成和含量的影响。结果表明,随裂解温度升高,3种生物炭的灰分含量和pH均升高,其中300~500℃的增幅（17.60%~27.59%）要明显高于500~700℃（4.97%~10.47%）;3种材料生物炭对比,裂解温度为300和500℃时,pH值E>SC>RT,温度为700℃时SC>E>RT。随温度升高,3种生物炭的产量降低,各温度下,SC的产率明显高于E和RT。C/N对比,各温度条件下均为RT>E>SC。SC含有更多的元素,而E和RT的C含量更高。裂解温度在300~500℃时,E和RT的-OH振动峰（3432 cm^?1）随温度升高而升高,温度升高至700℃,峰值出现降低;SC在300~700℃内,-OH振动峰随温度升高而升高。波数在1659~1744 cm^?1时,E和RT的C=C振动峰在300~500℃时,随温度升高而升高,此时,温度再升高,峰值差异不大,SC在300~700℃内,峰值随温度升高而升高。2800~3000 cm^?1,脂肪族的CH₃和CH₂基团出现,裂解温度高于500℃时,E的振动峰与700℃基本持平,而RT的振动峰在700℃出现了降低。785~880 cm^?1波段的吸收峰为芳环C-H弯曲振动,裂解温度高于500℃时,随温度升高,3种原料所形成的振动峰均降低。本研究结果显示,椰糠制备的生物炭其元素组成、表面特征以及官能团与桉树和橡胶树制备的生物炭存在较大差异性,且对裂解温度的响应更敏感。     

花生壳残渣制备活性炭及吸附性能测定

用提取黄酮后废弃的花生壳做原料,选择不同的活化剂在一定温度下制备活性炭,并且测定其吸附性能。结果表明：磷酸作为活化剂时活性炭产率最高,达39.5%;当炭化温度为500℃、活化剂为氢氧化钾或磷酸、活化剂浓度为10%时,碘吸附值最高,为966.7mg/g;当炭化温度为500℃、活化剂浓度为10%时,几种活化剂制备出来的活性炭亚甲基蓝脱色力均达到40mL/g左右;与几种市售活性炭比较,花生壳活性炭碘吸附值能够满足市场需要,但是亚甲基蓝脱色力偏低;相同条件下,盐作为活化剂所制备出的活性炭对镍离子的吸附能力比较稳定。     

DOMs耦合生物质炭对土霉素的吸附行为研究

以650 ℃下制备甘蔗渣生物质炭（BC650）为研究对象,在模拟自然条件下,在BC650上负载环境中常见的溶解性有机质（DOMs）即小分子没食子酸（GA）和大分子黄腐酸（HA）,并对其性质进行表征;再以典型抗生素土霉素为目标污染物,探究外源DOMs耦合生物质炭对抗生素的吸附性能的影响。结果表明,DOMs的负载提高了生物质炭的比表面积,生物质炭的表面化学性质发生改变;预载DOMs后,生物质炭对土霉素的吸附能力明显降低,且GA负载的抑制作用较HA更为显著,就平衡吸附量而言,HA处理后其下降了10%,而GA的处理使其降低了30%,DOMs的预载对生物质炭吸附抗生素的影响可能是由DOMs处理改变了生物质炭的表面化学性质而致;DOMs负载前后生物质炭对土霉素表现出非线性吸附,氢键作用为主要吸附机制。所得结果可为生物质炭在抗生素污染控制中的实际应用提供重要的理论依据。     

甲醛改性茶叶渣对废水中Cr6+的吸附研究

采用甲醛改性茶叶渣制成吸附剂,研究其对废水中Cr~(6+)的吸附性能。考察了Cr~(6+)初始浓度、溶液p H值、吸附剂用量、吸附时间和吸附温度等5个因素对吸附率的影响,并分析了改性茶叶渣吸附Cr~(6+)的吸附动力学特征。结果表明:Cr~(6+)初始浓度为60 mg/L、溶液pH为2、吸附剂用量为0.6 g、吸附时间为60 min、吸附温度为25℃时,改性茶叶渣对Cr~(6+)的吸附率可达94.0%。吸附过程符合准二级动力学模型,其相关系数达到0.9956,以化学吸附为主。     

可溶性有机物对土霉素在土壤中吸附-解吸的影响

利用废弃木薯渣分别于350、550、750℃温度下制得3种不同生物质炭,并以这3种生物质炭为前驱物提取可溶性有机物(DOM)。将土霉素(OTC)作为污染物,研究DOM对土霉素在土壤中吸附-解吸的影响。结果表明:来源于木薯渣生物质炭的DOM均能降低土霉素在土壤中的吸附量,促进土霉素在土壤中的解吸作用;随着DOM浓度、炭化和外界温度的升高,土霉素在土壤中的吸附量逐渐减少,并且易从土壤中解吸出来。DOM降低了土霉素在土壤中的吸附能力,而且增强了土霉素在土壤中的解吸能力,从而可能增强土霉素在土壤中的迁移能力。若在土霉素污染较为严重的地区施用有机物料,可能会促进土壤中土霉素的迁移,并对地下水及周边环境造成威胁。      

甘蔗叶堆肥中3种常用杀菌剂的降解动态研究

为杀灭甘蔗叶残留病原菌且不对农田土壤造成药害,实现甘蔗叶的健康安全还田,开展了甘蔗叶堆肥中常用3种杀菌剂残留动态研究。选择多菌灵、戊唑醇、吡唑醚菌酯3种常用杀菌剂添加到甘蔗叶堆肥中,设置3个浓度5、20、50μg/g,分别在40、50、60℃下进行堆肥;首先优化液质联用参数,建立3种杀菌剂同时检测的方法,然后对降解动态进行研究。结果表明,3种杀菌剂在0.005~0.2μg/m L范围内线性关系良好,R20.999,0.1、2.0、40.0μg/g 3个浓度水平的加标回收率均在80%~105%之间,RSD10%,方法准确性和精密度良好。相同初始添加浓度时,3种杀菌剂在40℃时降解最快,表现为40℃50℃(60℃);同等温度下,当初始添加量增加时,降解速率减慢,相同初始添加浓度下降解速率随温度变高先减慢后加快;改变初始添加量对降解速率的影响更大。多菌灵降解速率明显快于其他两种杀菌剂,初始添加浓度20μg/g时半衰期为18 d左右,可以添加用来堆肥杀菌;戊唑醇和吡唑醚菌酯初始添加浓度20μg/g时半衰期大于50 d。     

木薯渣基生物质炭对阿维菌素吸附解吸行为研究

为了研究阿维菌素在生物质炭上的吸附动力学,吸附-解吸等温线和吸附热力学特征,通过FTIR分析进一步阐述阿维菌素在生物质炭上可能存在的吸附机制。以木薯渣为原料,在限氧条件下,分别于350、550、750℃制备生物质炭(分别记作MS350、MS550、MS750),并对其理化性质进行表征。结果表明:随着制备温度升高,生物质炭呈现产率降低,pH值、灰分及比表面积增加,芳香性增大、极性减弱等特征;生物质炭吸附阿维菌素呈现先快速后缓慢最后平衡的3个阶段;吸附能力表现为MS750>MS550>MS350,吸附等温线属于非线性L型等温吸附线;解吸等温线结果表明木薯渣基生物质炭吸附阿维菌素存在解吸滞后现象。吸附热力学结果表明随着环境温度的上升,生物质炭的吸附量会得到提升。同时根据吉布斯自由能方程计算,可知生物质炭吸附阿维菌素是物理吸附为主,且是一个吸热的、熵增大的自发反应。孔隙填充效应、π-π电子供受体作用、静电相互作用和氢键作用等可能是阿维菌素在生物质炭上的吸附机制。      

包衣对甘蔗单芽种茎低温保存的影响

以甘蔗单芽种茎为材料,研究甘蔗单芽种茎包衣处理对不同保存时间和温度的影响,为甘蔗种茎包衣技术推广应用提供参考。结果表明：包衣和未包衣处理甘蔗单芽种茎,其可溶性糖、氨基酸含量均从高到低排列依次为10 ℃> 13 ℃>15 ℃>常温,同处理比较,包衣甘蔗单芽种茎可溶性糖含量均高于未包衣处理。包衣甘蔗单芽种茎在不同保存温度和保存时间下,病菌感染率明显低于未包衣处理。其中,10 ℃、13 ℃、15 ℃和常温保存20 d,包衣比未包衣病菌感染率分别低189%、226%、256%和191%;10 ℃、13 ℃、15 ℃和常温保存30 d,包衣比未包衣病菌感染率分别低112%、106%、174%和94%;包衣保存30 d,13 ℃低温下甘蔗单芽种茎病菌感染率最低为27.35%。综合得知,甘蔗单芽种茎包衣处理可延长保存时间至30 d左右,并以13 ℃保存温度效果最佳,其能有效延缓营养物质的下降,减少病菌对甘蔗单芽种茎的侵染,增强蔗种抗逆性,较好的保持甘蔗种茎活力。     

海南典型农林废弃物生物炭特性分析

原料和裂解温度是影响生物炭属性的重要因子。选取海南椰壳、香蕉假茎、橡胶树枝等9种典型原料,分析其在3个温度下（300、500、700 ℃）真空裂解制备的生物炭属性及其内在关联,结果显示：（1）生物炭pH、碳氢比、比表面积和磷含量随温度升高而增加,而产率、氢和硫含量随温度升高而逐渐降低;碳氮含量、电导率以及钾、钙、镁、阳离子交换量等因原料不同随温度升高变化不一致;重金属含量都不超标。（2）生物炭中碳含量、碳氮比以及磷、钾、钙、镁含量与原料属性呈显著正相关（P<0.05）。原料中钾含量是影响生物炭pH、电导率和阳离子交换量的重要因素。（3）综合考虑产率、含碳量、比表面积、阳离子交换量以及矿质元素等性质,蘑菇渣、椰子壳和香蕉茎生物炭表现最好,本研究可为我国热带地区筛选适宜生物炭原料提供参考。     

改性绿茶去除水中碱性品红的研究

以改性绿茶为吸附材料,探索了改性剂、改性剂浓度、染料的初始浓度、吸附时间、吸附温度等因素对改性绿茶吸附碱性品红,的影响,确定了改性绿茶最佳吸附条件。实验结果表明,绿茶经改性剂改性选出最佳改性剂为环氧氯丙烷,最佳改性剂浓度为0.015 mol·L~(-1),碱性品红初始质量浓度为20 mg·L~(-1)时吸附量最大,最佳吸附温度为30℃,吸附时间240 min为最好,最大吸附量为53.6 mg·g~(-1)。在描述改性绿茶对碱性品红吸附的动力学行为上,准一级动力学曲线更好;在等温吸附方面,改性绿茶对碱性品红的吸附行为非常符合Langmuir模型,改性绿茶对碱性品红的吸附为单分子层吸附。     

甘蔗花粉离体萌发研究

为筛选适宜栽培种甘蔗花粉离体萌发的培养基配方,建立有效的离体萌发体系,以糖用甘蔗主栽品种ROC22花粉为材料,通过单因素试验探索满足甘蔗花粉离体萌发的基本条件,然后利用L₁₆(4 ⁵)正交试验,寻求甘蔗花粉离体萌发的最适宜培养基配方,在此基础上进一步探讨不同温度对甘蔗花粉萌发的影响。在单因素试验中,培养基以刚好凝固时为最佳。蔗糖、硼酸和硝酸钙在一定范围内对甘蔗花粉萌发起促进作用,超过一定浓度则起抑制作用。硫酸镁作用不稳定,硝酸钾影响较小。正交试验中,蔗糖对甘蔗花粉离体萌发率和花粉管生长速率影响最大,呈显著水平,硼酸次之,硫酸镁影响最小。花粉萌发的适宜温度为30 ℃,萌发率和花粉管长度分别为89.83%和143.03 μm。200 g/L蔗糖+400 mg/L硼酸+100 mg/L硝酸钙+400 mg/L硫酸镁+1 g/L琼脂,在30 ℃下培养花粉萌发率最高,花粉管生长状态良好,这种方法可快速有效鉴定不同甘蔗花粉活力差异。