锰铁氧体改性生物炭对四环素的吸附性能研究

为了提高生物炭对四环素(TC)的吸附效果,通过共沉淀和热解法制备了锰铁氧体改性的橘子皮生物炭(BC@MnFe₂O₄),采用SEM、BET、XRD、FT-IR和XPS对不同生物炭进行表征分析。通过批处理实验研究了初始pH、生物炭用量、TC浓度、共存离子对BC@MnFe₂O₄吸附TC的影响。结果表明,锰铁氧体可均匀负载到生物炭表面。相比于原始生物炭,BC@MnFe₂O₄具有更丰富的孔隙结构,比表面积由改性前的2.86 m²·g^-1,提高到306.12 m²·g^-1。FT-IR结果显示队BC@MnFe₂O₄表面存在—OH、—Mn—O、—Fe—O官能团。BC@MnFe₂O₄对TC的最大吸附量可达167.50 mg·g^-1,是原始生物炭(13.21 mg·g^-1...     

β-环糊精功能化生物炭对重金属复合污染土壤的修复研究

为探究β-环糊精功能化生物炭对重金属复合污染土壤的修复，采用微波辅助一锅法快速制备乙二胺四乙酸交联β-环糊精改性生物炭(BC-CD_MW)并应用于土壤Pb和Cd的修复。BC-CD_MW吸附试验结果表明，对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附在60和80 min时可达到平衡且最大吸附量分别为168.37和18.48 mg·g^-1。土壤修复试验结果表明，与CK和BC相比，添加BC-CD_MW可有效促使Pb和Cd的不稳定形态向残渣态转化21.53%和30.54%，降低其迁移和生物可利用性。通过土壤理化性质分析，BC-CD_MW的投加未对土壤造成危害，补充土壤中有机碳含量。可见，BC-CD_MW可作为土壤Pb和Cd修复的有效材料。     

巯基改性生物炭对水中甲基汞的吸附

为探讨巯基改性生物炭对甲基汞的吸附特征及机理,以牛粪、污泥、竹屑为原料制备热解生物炭,并利用3-巯丙基三甲氧基硅烷分别对其改性,采用元素分析、电镜扫描和傅里叶变换红外光谱仪对改性前后的生物炭进行表征,结合等温吸附实验和吸附动力学实验,对比研究不同原料改性生物炭对甲基汞的吸附性能并探讨其吸附机理。结果表明:通过O—Si基团的成功引入证明巯基改性成功,巯基改性后的生物炭对甲基汞的吸附能力增强,主要归因于含硫基团(—SH、C—S)与甲基汞离子有较强的络合能力。改性后,3种生物炭对甲基汞的吸附符合准二级吸附动力学和Langmuir等温吸附方程。巯基改性生物炭对甲基汞的最大拟合吸附量达到526~1450ng·g^-1,显著高于未改性生物炭(331~533 ng·g^-1),改性组生物炭的吸附速率常数k₂(1.800~2.640)明显高于未改性组生物炭(0.014~0.156)。研究表明,巯基改性生物炭吸附甲基汞主要是通过其表面引入的—SH和C—S等官能团,与甲基汞形成—SHgCH₃和(CH₃Hg)₂S等络合物,从而有效去除水中甲基汞。     

磷改性生物炭对土壤中磷溶出的影响

为探究生物炭及其改性生物炭对土壤中磷溶出的影响，分别制备了3种温度(300、500、700℃)棉花秸秆生物炭、小麦秸秆生物炭和牛粪生物炭，并采用磷酸浸渍-热解法制备了改性生物炭，测定生物炭改性前后磷组分含量(0.25 mol·L^-1硫酸提取的H₂SO₄-P，去离子水提取的H₂O-P,0.5 mol·L^-1碳酸氢钠提取的NaHCO₃-P和0.1 mol·L^-1氢氧化钠提取的NaOH-P)，开展了生物炭改性前后磷的动力学溶出和对土壤中磷连续溶出影响的试验。结果表明：磷酸改性后生物炭中各组分磷含量都有大幅度增加，不仅与炭化温度有关，而且与原料的种类相关，300℃棉花秸秆生物炭改性前后含量变化最大，H₂SO₄-P含量由3.052mg·g^-1增加到350.322 mg·g^-1。生物炭中磷的动力学溶出结果显示，磷酸改性能使生物炭的磷溶出量大幅度增加，700℃棉...     

秸秆和生物炭添加对污染土壤铅形态转化及小麦幼苗生长的影响

【目的】科学评价秸秆还田和生物炭添加对铅(Pb)污染土壤及小麦幼苗生长的影响,为农作物秸秆资源化利用和Pb污染土壤治理提供技术支持和理论依据。【方法】在外源添加Pb 5个B0(0 mg·kg^-1)、B1(510 mg·kg^-1)、B2(1 020 mg·kg^-1)、B3(1 530 mg·kg^-1)和B4(2 040 mg·kg^-1)质量分数背景下,通过盆栽试验设置CK(对照)、S(添加小麦秸秆3.33 g·kg^-1)、BC1(添加秸秆生物炭1 g·kg^-1)、BC3(添加秸秆生物炭3 g·kg^-1)和BC5(添加秸秆生物炭5 g·kg^-1)5个处理,系统研究了添加秸秆和生物炭对土壤有效态Pb含量、小麦植株Pb含量、小麦生长状况及土壤Pb形态的影响。【结果】添加秸秆和生物炭处理均可显著降低土壤有效态Pb含量,但Pb污染土壤的钝化修复效果与添加秸秆和生物炭量相关。与对照(CK)相比,B1、B2...     

改性废白土炭复合材料对恩诺沙星的吸附效应分析

以废白土为原料,分别在300、500℃和700℃条件下限氧热解制备废白土炭复合材料A&C300、A&C500、A&C700,采用H₃PO₄活化法对复合材料进行改性制备HA&C300、HA&C500和HA&C700,分析改性前后复合材料对恩诺沙星(ENR)的吸附效应,筛选出吸附效果最佳的材料;采用比表面积测试仪、扫描电镜-能谱分析、透射电镜、X射线光电子能谱仪及傅里叶红外光谱仪对筛选出的材料进行结构表征;研究改性复合材料吸附ENR的影响因素(ENR浓度、复合材料投加浓度和溶液pH),并结合吸附动力学、等温吸附模型和吸附热力学探究其对ENR的吸附作用机制。结果表明:未改性的废白土炭复合材料对ENR吸附效果较差,而采用H₃PO₄改性后的复合材料对ENR吸附效果均有所提升,其中HA&C300吸附效果最佳;与A&C300相比,HA&C300表面官能团丰富度和含氧官能团数量增加,疏水性增强,比表面积和总孔容分别为45.72 m²·g^-1和0.10 cm³·g^-1,分别是A&C300的1.54倍和1.59倍;当ENR初始浓度为10 mg·L^-1时,HA&C300对ENR吸附的最佳参数为投加浓度0.5 g·L^-1、pH 6,此时去除率最高达到92.34%,是A&C300去除率的2倍,最大吸附量达66.79 mg·g^-1。HA&C300对ENR的吸附过程符合拟二级动力学方程和Freundlich模型,吸附过程主要受控于化学吸附,为自发的吸热反应,吸附机制包括氢键、π-πEDA、疏水作用和孔径填充。     

5种新烟碱类农药在农田土壤中的吸附和淋溶行为

为探究新烟碱类农药在农田土壤中的吸附、淋溶行为,于2022年4—8月,采用振荡平衡法和土柱淋溶法,以呋虫胺等5种新烟碱类农药为代表,在广东省河源市灯塔盆地国家现代农业示范区中选取3种不同类型土壤(红壤土、水稻土、潮土)开展试验。结果表明:5种新烟碱类农药在3种土壤中的K_d值(土壤吸附系数)范围为红壤土0.33～0.86 mL·g^-1、水稻土1.47～3.21 mL·g^-1、潮土0.63～1.47 mL·g^-1;K_oc值(土壤吸附常数)范围为红壤土36.67～95.56 mL·g^-1、水稻土81.64～178.37 mL·g^-1、潮土52.56～122.51 mL·g^-1);ΔG值(土壤吸附自由能)范围为红壤土-8.76～-11.10 kJ·mol^-1、水稻土-10.71～-12.61 kJ·mol^-1、潮土-9.64～-11.70 kJ·mol^-1...     

氨基改性磁性棉秆生物质炭材料吸附Pb2+研究

针对重金属离子Pb²⁺的环境污染问题，本实验探究氨基改性磁性生物质炭吸附剂对Pb²⁺的吸附效果和机理。将棉花秸秆破碎过筛，于马弗炉中400℃热裂解得生物质炭并进行赋磁，再以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)作为改性试剂对磁性生物质炭进行改性修饰，制得氨基改性磁性生物质炭材料(NMBC)。采用SEM、XRD、FT-IR、VSM对其进行表征，研究NMBC的稳定性及对Pb²⁺的吸附性能，实验表明溶液pH值、竞争性阳离子(Na⁺,K⁺,Ba²⁺)和温度均会对吸附Pb²⁺造成一定影响。NMBC循环吸附4次后，仍具有一定吸附量。NMBC对Pb²⁺的吸附符合准二级动力学模型，k₂=1.97×10^-3g·mg^-1·min^-1,qe=70.29 mg·g^-1；等温吸附数据符合Langmuir模型，NMBC对Pb^...     

壳聚糖改性竹生物炭对土壤外源污染镉形态分布的影响

为了固化土壤外源Cd污染的生物有效性,降低农产品的富集风险,进行了壳聚糖改性竹生物炭对土壤中外源Cd²⁺的固化效果、Cd形态变化规律的研究,探索一种清洁、高效的土壤Cd污染修复新方法。分别向土壤中添加0、5、10、50、100 g/kg的壳聚糖改性竹生物炭,加入外源Cd(NO₃)₂使土壤Cd含量达到12 mg/kg。自然条件下培养,利用Tessier分级法研究Cd的形态变化趋势。结果表明,壳聚糖改性竹生物炭对Cd的可交换态有显著的钝化作用,随着用量的增加,固化效果更明显。施加0.5%时,Cd可交换态占比由76.83%降至24.15%,添加量提高到10%时,Cd可交换态占比降低至10.01%,而碳酸结合态、铁锰结合态、有机结合态、残渣态含量有逐渐增高的趋势。故施加壳聚糖改性生物炭,Cd的生物有效态(可交换态)可以得到显著固化,降低有害重金属Cd向农林产品转移富集的风险。因此壳聚糖改性竹生物炭可以作为外源Cd污染的原位钝化修复材料。     

施用原始及铁改性生物质炭对土壤吸附砷(Ⅴ)的影响

  目的  考察生物质炭及铁改性生物质炭对土壤吸附砷[As(Ⅴ)]的影响。  方法  以法国梧桐Platanus orientalis修剪枝为原料在650 ℃限氧条件下热解制备生物质炭,并通过氯化铁(FeCl₃)溶液浸渍、热解,将其进一步制备成铁改性生物质炭,对比考察改性后生物质炭理化性质和表面官能团的变化;并通过批量吸附试验探究不同As (Ⅴ)初始质量浓度、吸附时间对施炭土壤吸附As (Ⅴ)效果和规律的影响,通过分析吸附等温线特征和吸附动力学特征,探明吸附机制。  结果  铁改性生物质炭较原始生物质炭pH、比表面积及官能团数量降低,但灰分质量分数和电导率有所增加;Langmuir模型能较好拟合施炭土壤对As(Ⅴ)的吸附过程,表明吸附以单分子层为主。当As (Ⅴ)溶液初始质量浓度大于25 mg·L?1后,铁改性生物质炭对As (Ⅴ)的吸附量大于原始生物质炭,且最大吸附量为0.36 mg·g?1。原始生物质炭和铁改性生物质炭对As (Ⅴ)的动力学吸附符合准二级动力学方程,吸附过程在4 h前后分别为快速吸附和慢速吸附2个阶段,在24 h左右趋于平衡,且铁改性生物质炭处理下土壤的饱和吸附量比原始生物质炭处理高11%。  结论  施用2种生物质炭均能提高土壤对As (Ⅴ)的吸附效果,且铁改性生物质炭的吸附效果优于原始生物质炭。因此,施用铁改性生物质炭可以加强土壤对As (Ⅴ)的吸附作用从而降低As生物有效性。图6表3参39     

不同原料来源生物质炭对蔬菜种植土壤氮磷流失的影响

选择由竹子、水稻秸秆和烟草杆制成的生物质炭,研究不同原料来源生物质炭在不同添加量条件下对蔬菜生长和土壤氮磷流失的影响。结果表明,生物质炭种类和添加量对蔬菜生长和下渗水量产生了影响,且各处理均降低了氮磷流失,但各处理间规律不明显。对总氮和总磷流失,竹炭分别降低2.6%~19.4%和9.1%~30.3%,秸秆炭分别降低5.5%~20.4%和13.9%~19.0%,烟草杆炭分别降低4.1%~17.9%和17.6%~28.7%,生物质炭添加对降低总磷流失效果优于总氮。当竹炭和烟草杆炭添加量为5%时,对总氮总磷流失降低效果较佳,可作为实际应用参考添加量。     

改性核桃壳生物炭对枯草芽孢杆菌SL-44的吸附

为提高生物炭与微生物吸附能力及其协同改良土壤的性能,使用草酸和氨水对核桃壳生物炭改性,以期制备出性能更加优良的炭基菌剂,并通过红外光谱、动力学、热力学等研究方法,解析生物炭对枯草芽孢杆菌SL-44的吸附机制,并探究其稳定性。结果表明,草酸和氨水改性增加了生物炭在常温下对SL-44的吸附能力,且随着改性剂浓度的增加而增加,最大吸附量为1.5396×10¹¹ CFU·g^-1。此外,通过改性能够在生物炭表面引入COOH、C=O和—NH₂官能团,改变电负性,并保持生物炭原有形貌结构。生物炭对菌体的吸附以物理吸附为主,并涉及化学吸附作用,其表面的—OH、C=O、COOH、—NH₂均参与了吸附反应过程。生物炭吸附SL-44为放热过程(ΔH<0),随着温度的升高炭材料的吸附能力降低,低温更有利于吸附。常温下生物炭的吸附性能为氨水改性>草酸改性>未改性。因此增加生物炭表面氧、氮官能团含量可增加其吸菌量,同时在常温下可制得吸菌量更大的炭基菌剂。测定所得菌剂的活菌数和稳定性发现,被吸附的菌体数越多,其存活菌数量越大,且保藏稳定性越强。与未改性生物炭相比,改性后活菌数最高提高26.01%,而保藏4个月后存活率提高14.1个百分点。     

施用猪炭对土壤吸附Pb2+的影响

利用650℃高温炭化炉热裂解病死猪,制成生物质炭（猪炭）;通过批处理恒温振荡平衡法探索施用不同质量分数（0,1%和5%）的猪炭对熟化红壤和新垦红壤吸附溶液中铅离子（Pb2+）的影响。结果表明:施用猪炭能显著提高土壤pH值和阳离子交换量（P < 0.05）;土壤对Pb2+的吸附量随猪炭施用量的增加而增大,施用猪炭的熟化红壤吸附容量为12.71~14.49 mg·g-1,较未施加猪炭对照提高了12.2%~27.9%;施用猪炭的新垦红壤吸附容量为7.15~11.45 mg·g-1,较未施加猪炭对照提高了39.7%~123.8%,说明对有机质质量分数较低的新垦红壤施加猪炭,土壤吸附Pb2+性能的提高效果更明显。与未施猪炭的对照相比,施加质量分数为1%的猪炭时,熟化红壤和新垦红壤对Pb2+吸附能力分别提高1.21倍和1.40倍,施加量为5%时,熟化红壤和新垦红壤对Pb2+吸附能力分别提高1.28倍和2.24倍。由此认为猪炭有助于土壤对Pb2+的吸附和固定,施用质量分数5%的猪炭能有效提高土壤对Pb2+的吸附。     

不同品种桃叶不同生长期总黄酮含量的差异比较

以4-10月7批次采收的6个品种桃叶为试验材料,采用超声波辅助萃取法提取,紫外分光光度计法测定,分析比较了桃叶的总黄酮含量。结果表明,桃叶片中总黄酮含量依生长期存在显著性差异,6个试验品种生长期总黄酮月均值高低排序为4月（42.79 mg·g^-1）>10月（28.36 mg·g^-1）>7月（26.70 mg·g^-1）>5月（24.11 mg·g^-1）>8月（23.98 mg·g^-1）>9月（23.07 mg·g^-1）>6月（19.05 mg·g^-1）。不同品种桃叶的总黄酮含量也差异显著,其平均值从高到低排序为:中油8号（31.34 mg·g^-1）>瑞蟠7号(29.52 mg·g^-1)>京春(29.45 mg·g^-1)>早硕蜜(26.24 mg·g^-1)>早黄(23.91 mg·g^-1)>燕红11(20.72 mg·g^-1)。同一生长期不同品种总黄酮含量差异显著,其中6月初的差异最大。综合考虑桃树生长需要和品种间差异,建议对4月份修剪掉的桃树嫩叶和9月底或10月初桃子采收后的桃叶中的黄酮加以开发利用。     

荒漠植物珍珠猪毛菜根际土壤细菌多样性与土壤理化性质相关性分析

为了解珍珠猪毛菜（Salsolapasserina）的生态适应机制,采用细菌16S rDNA高通量测序、纯培养方法及荧光染色激光共聚焦显微镜计数法研究了甘肃景泰地区荒漠草原珍珠猪毛菜根际土壤的细菌类群及其与土壤理化性质相关性,并与荒漠土壤进行对比。结果表明,珍珠猪毛菜根际土壤的养分含量显著高于荒漠土壤。猪毛菜根际土壤微生物检测到5 655 OUT,其中特有的为2 580个。根际土壤可培养细菌数和细菌总数分别为1.62×10⁶ CFU·g^-1和1.33×10⁷个·g^-1,高于非根际土壤（5.40 ×10⁵ CFU·g^-1和1.12×10⁷ 个·g^-1）;且2种土壤细菌的多样性存在显著差异。珍珠猪毛菜根际土壤中优势细菌门为放线菌门（Actinobacteria）、浮霉菌门（Planctomycetes）、变形菌门（Proteobacteria）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）、酸杆菌门（Acidobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、厚壁菌门（Firmicutes）和疣微菌门（Verrucomicrobia）,占总细菌类群的97.7%;优势细菌属依次为红色杆菌属（Rubrobacter）、RB41、类诺卡氏菌属（Nocardioides）、链霉菌属（Streptomyces）、Pir4_lineage、芽孢杆菌属（Bacillus）、土壤红杆菌属（Solirubrobacter）、芽单胞菌属（Gemmatimonas）和小梨形菌属（Pirellula）。主要菌群及环境因子的相关分析表明,土壤养分含量、pH和含水率是影响土壤细菌群落组成的重要因子。     

小麦籽粒黄色素含量检测方法的改良与应用

[目的]小麦籽粒黄色素含量是影响面制品颜色和营养品质的重要因素,为快速、准确、简便地检测小麦籽粒黄色素含量,对传统小麦籽粒黄色素测定方法AACC 14-50进行改良,为面制品颜色性状和营养品质遗传改良提供技术支撑.[方法]将酶标仪应用于小麦籽粒黄色素含量测定,对传统AACC 14-50法进行改良,分析改良方法的准确性和...     

纳米羟基磷灰石改性生物炭对铜的吸附性能研究

为了提高生物炭对重金属铜的吸附能力,选取小麦秸秆作为原料,将不同比例纳米羟基磷灰石与秸秆混合均匀,在600℃高温限氧条件下制备了羟基磷灰石改性生物炭材料,比较了生物炭和生物炭改性材料对铜的吸附特性,同时分析了两者间的表面特征等。结果表明:热重分析显示,生物炭表面附着纳米羟基磷灰石可以提高生物炭的热稳定性;扫描电子显微镜分析显示,纳米羟基磷灰石可以较为均匀地附着在生物炭表面,但同时会伴随不同程度的聚集现象;接触角测试结果显示,生物炭表面附着纳米羟基磷灰石可降低其疏水性;生物炭和生物炭改性材料对铜的吸附符合伪二级动力学模型,生物炭改性材料可使铜的吸附速率提高7.69%~130.77%;生物炭和生物炭改性材料对不同浓度的铜吸附符合Langmuir等温吸附模型,对铜的最大吸附量分别为32.65 mg·g~(-1)和57.01 mg·g~(-1)。     

Fabrication of cellulose aerogel from wheat straw with strong absorptive capacity

An effectively mild solvent solution containing NaOH/PEG was employed to dissolve the cellulose extracted from the wheat straw. With further combined regeneration process and freeze-drying, the cellulose aerogel was successfully obtained. Scanning electron microscope, X-ray diffraction technique, Fourier transform infrared spectroscopy, and Brunauer-Emmett-Teller were used to characterize this cellulose aerogel of low density (about 40 mg·cm^-3) and three-dimensional network with large specific surface area (about 101 m²·g^-1). Additionally, with a hydrophobic modification by trimethylchlorosilane, the cellulose aerogel showed a strong absorptive capacity for oil and dye solutions.