生物炭复合材料处理水体重金属的研究进展

生物炭具有较大的比表面积和发达的孔隙结构,表面含有大量官能团,这些特性使得生物炭在水体污染物的处理方面具有强大的发展前景。近年来,越来越多的学者开始研究生物炭复合材料的制备,利用物理、化学方法对生物炭进行改性,提高吸附材料对水体中的重金属的吸附性能。对生物炭的特性、复合材料的改性方法以及其对重金属的吸附机理等进行综述,并提出了生物炭吸附材料未来的研究方向,应该开展重金属复合污染的研究,以期为生物炭材料的大规模应用提供参考。     

多孔炭材料吸附CO2研究进展

由CO₂等温室气体排放带来的全球变暖问题是目前最严峻的环境问题之一。因此,利用多孔炭材料作为其高效吸附材料的研究得到了广泛的关注。系统综述了近年来用于CO₂吸附的5种多孔炭材料,即煤/石油焦基活性炭、生物质多孔炭、炭气凝胶、金属有机骨架衍生物和碳纳米材料,以及多孔炭材料主要的4种制备方法(高温炭化与活化法、水热炭化法、溶胶-凝胶法和模板法),并重点讨论其结构与CO₂吸附性能的关系;随后对多孔炭材料的孔结构和表面化学性质吸附CO₂的机理进行总结。最后,提出多孔炭材料吸附CO₂发展过程中尚待解决的问题,并对其未来的发展方向进行了展望。     

改性生物炭吸附固定重金属的研究进展

指出了重金属造成了土壤和水体环境的严重污染,寻找经济有效的修复重金属污染环境的方法极其紧迫。具有独特理化性质的生物炭,用于吸附固定重金属可降低重金属的迁移转化和生物有效性,展现了其良好的应用前景,但其对有些重金属离子吸附固定的效果欠佳。阐述了改性生物炭的制备及其应用。为了给生物炭的改性提供更多理论支撑,总结了生物炭吸附固定重金属的机理,提出了一些可参考的改性生物炭的方法和今后研究生物炭的建议。     

不同植物基生物炭对NH4+及Cd(Ⅱ)的吸附特性

[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...     

酸洗处理对生物炭性质及其吸附生物油的影响

为了研究酸洗处理对生物炭性质的影响及其对生物油浆体系中生物炭吸附生物油的影响,笔者采用HCl酸洗处理,分别制备了对松木原料酸洗和对热解炭化料酸洗的生物炭,同时在相同的热解条件下制备了仅水洗处理的生物炭作为实验对照。采用傅里叶红外光谱、比表面积及孔径分析、X射线衍射、拉曼光谱等手段对上述3种生物炭进行表征,并利用3种生物炭吸附生物油,利用气相色谱-质谱联用分析被不同生物炭样品吸附的生物油的成分差别。实验结果表明,松木原料酸洗对热解炭的性质影响更大,炭表面的C=O和C—O含量增加,比表面积也更大,而晶体结构和石墨化程度变化不大。3种生物炭均对生物油有较好的吸附性能,对糖类、酚类、酸类、酮类、醛类都有较强的吸附力。由于酸洗预处理松木原料的生物炭具有较高含量的C=O和C—O、较大的比表面积,对生物油有更高的吸附能力,也对生物油中酸类、酮类的吸附选择性更好。生物炭能够通过氢键和静电作用吸附易促进结焦的酸类、酮类,通过π-π相互作用吸附易结焦的酚类,有利于抑制生物油浆的结焦,推动生物油浆的广泛应用。     

落叶松基氮掺杂泡沫炭的制备及其CO2吸附性能研究

以落叶松木屑为原料,尿素为氮源,采用苯酚液化-物理发泡-活化工艺制备了落叶松基氮掺杂泡沫炭.通过SEM、XRD、XPS、TG和N2吸附-脱附等温线对材料的形貌、表面化学性质和孔结构进行表征,并测试了材料的CO2吸附容量和CO2/N2吸附选择性,考察了氮掺杂量及活化温度对CO2吸附性能的影响.研究结果表明:泡沫炭材料具有...     

负载铈生物炭对有机染料废水的吸附研究

以水稻秸秆为原料,缺氧热解制备了生物炭并进行了负载铈改性,研究了其对亚甲基蓝模拟有机染料废水的吸附机理,探索了废水pH值、生物炭投加量等对其吸附性能的影响。结果表明:负载铈后生物炭比表面积增大,具有更好的吸附性能,并且碱性条件有利于铈改性生物炭对亚甲基蓝的吸附,该吸附过程更符合准二级动力学方程及Langmuir吸附等温方程,属于单分子层吸附,平衡吸附量为4.567 mg/g。     

木质纤维基磁性材料及其对重金属离子吸附研究进展

重金属离子污染是当下最严峻的环境问题之一。利用储量丰富、可再生、可降解的木质纤维资源改性功能化磁性材料得到木质纤维基磁性吸附材料,并用于去除水中的重金属离子具有吸附性能优异、易回收等优点,日益受到国内外研究者的关注。在简单阐述磁性纳米材料的基础上,重点介绍了国内外纤维素基、木质素基、半纤维素基磁性吸附材料的制备方法,归纳总结并比较了其对不同重金属离子吸附性质,探讨了木质纤维基磁性吸附材料在重金属离子污染去除中的应用并对其影响因素进行了分析,同时展望了木质纤维基磁性吸附材料的未来发展方向。     

太阳光对生物炭性能的影响:增强表面活性

生物炭是缓解环境和农业问题的重要生物质材料。室外环境（包括太阳辐射）对生物炭化学结构具有较大影响,从而影响到生物炭户外应用功能。本文通过对生物炭加速光老化,研究光辐射对其物理化学性能的动态影响。研究发现,光辐射400 h后,生物炭物理化学性能发生了明显的变化,生物炭C、N含量呈现下降趋势,而O含量呈现上升趋势;生物炭O/C比值（元素分析）、C₄和O₂含量平均增长了17.04%、13.88%和86.63%。上述结果表明在光老化过程中生物炭经历了一系列的光氧化过程,含氧官能团增加有利于改良生物炭表面活性,从而提高生物炭在土壤改良、污染物降解处理和污水吸附处理等方面的能力。     

木屑生物炭复合材料对四环素的吸附性能研究

以木屑和硅酸盐作为原料,通过水热法制备新型生物炭复合材料,用于吸附去除水体中的四环素.考察了该新型材料在去除四环素过程中的吸附动力学、等温线以及溶液pH值和金属离子的影响,并结合FTIR光谱探究了其吸附机理.结果表明:该材料在较宽的pH范围内对四环素具有较强的去除效果,最大吸附量为209.5922 mg·g-1.由于吸...     

桂花树干生物炭对水中亚甲基蓝的吸附性能研究

通过桂花树干制备生物炭，利用硝酸和高锰酸钾对桂花树干生物炭进行修饰(活化)处理，研究了其对水溶液中染料亚甲基蓝(MB)的吸附能力。研究了温度、pH值、吸附时间和初始浓度对生物炭染料吸附性能的影响。生物炭及改性生物炭准二级动力学拟合的判决系数均为0.999。准二级动力学模型模拟的平衡吸附量更符合实际值。采用扫描电镜(SEM)和紫外分析方法(UV-vis)对生物炭吸附剂改性前后进行了测试，研究表明：改性桂花树干生物炭可以作为合成染料的高效吸附剂。     

靶向分子印迹吸附材料分离林源活性成分的研究进展

我国森林资源储量丰富,其中对人类健康有益的各种林源活性成分的开发利用已成为林业产业发展的一个重要方向和途径。随着我国以林源活性成分为重要物质基础的林业生物制剂产业的快速发展,靶向分子印迹吸附材料在林源活性成分的精准分离和高值化加工中具有重要的产业化应用价值。本文介绍了靶向分子印迹技术的分离原理和分类,以及近年来几种新型靶向分子印迹吸附材料的载体类型,主要包括石墨烯、二氧化硅、碳量子点以及生物基载体。重点阐述了靶向分子印迹吸附材料在分离黄酮、多酚、有机酸、生物碱等林源活性成分方面的应用现状,最后对靶向分子印迹材料用于分离林源活性成分的发展进行了总结和展望,分析了靶向分子印迹吸附材料存在的局限性及靶向分子印迹吸附材料在林源活性成分分离应用中的发展方向。     

浅析生物炭对土壤肥力及作物生长的影响

生物炭是在生物质缺氧的情况下,通过高温热解炭化,生成的一种富碳产物.近些年,它在农业生产上的用途是专家们的关注重点.文章通过从生物炭对土壤理化性质的影响和对微生物的影响两方面,总结出施加生物炭后对土壤环境及其肥力的影响.并且探索了生物炭的增产作用及其机理,对生物炭在促进作物生长及增产方面进行了总结和展望.旨在更深入地了解生物炭,为生物炭的农业应用夯实基础,使其更具有多效性、价值性和科学性.     

稀酸稀碱洗脱处理对生物炭结构及吸附四环素性能的影响

生物炭制备过程中部分无机灰分以及热解副产物会附着在生物炭的表面,这些被附着的灰分及热解副产物会随生物炭一起进入环境中,由于其性质较活跃,在环境中易发生变化,会在一定程度上影响生物炭的结构及其对污染物的吸附行为.以稀酸、稀碱两种溶液作为洗脱剂,对纤维板生物炭进行洗脱处理以去除灰分及热解副产物.通过对比洗脱前后生物炭的元素...     

反应条件对城市污泥热解生物炭理化性质及其吸附能力影响

为了考察不同温度和反应气氛对于污泥生物炭理化性质以及吸附能力的影响,在500、600、700和800℃以及9％含氧氮气烘焙至270℃耦合热解和纯氮气直接热解的条件下对污泥进行热解,将得到的污泥生物炭进行表征、燃烧行为分析以及对Pb2+进行吸附.结果表明:热解温度是影响污泥生物炭理化性质的主要原因,随着热解温度升高,污泥...     

木质素的高附加值应用研究进展

木质素是由3种苯丙烷单元通过醚键和碳碳键相互连接形成的具有三维网状结构的生物高分子,含有丰富的芳环结构、脂肪族和芳香族羟基以及醌基等活性基团。利用木质素的芳香基、酚羟基、醇羟基、羰基和甲氧基等官能团,能制备出具有紫外吸收、生物可分解性、抗菌性、抗氧化、电子传递和吸附性等特性的高分子材料。笔者结合木质素和改性木质素的结构特点,阐述其在胶黏剂与聚氨酯等聚合材料、纳米复合材料、超级电容器电极材料、碳纤维、复合薄膜材料、金属离子吸附材料等领域研究现状,并对其在应用过程中存在的问题进行了分析。最后,阐述了木质素在未来木质素材料化制备高附价值产品应用研究的重点和方向,木质素在电磁波吸收材料、发光材料等新领域具有广阔的应用前景。     

生物炭对重金属污染的修复作用研究进展

指出了随着国家对环境保护的重视,重金属污染带来的环境问题也越来越受到广大科研工作者的关注。生物炭作为新兴吸附剂,因其低成本、吸附性能高、孔隙度大且含碳量高成为理想的吸附材料,对水体、大气中的重金属污染具有有效的吸附作用,能减轻环境污染,提升生态质量。从生物炭的具体研究现状进行了论述,并对生物炭修复重金属污染土壤领域的发展进行了展望。     

改性秸秆生物质炭吸附去除水中氨氮的研究

以秸秆为原材料制备生物质炭,为了提高生物质炭的吸附能力,采用浓硝酸与氢氧化钠对其进行改性处理。采用扫描电镜(SEM)和红外光谱(FTIR)对秸秆生物质炭进行表征。结果表明,酸碱改性后的生物质炭比未改性的不仅增加了一些小孔,而且改变了官能团的组成和吸收峰的强度,从而影响吸附效果。通过实验研究了投加量、吸附时间和温度等因素对改性生物质炭吸附去除氨氮效果的影响。对于50 mg/L的氨氮废水,最佳投料比为10 g/L。吸附动力学结果表明:酸改性的秸秆生物质炭对氨氮的吸附在200 min左右基本达到平衡,最高氨氮去除率达到80.5%;碱改性的秸秆生物质炭对氨氮的吸附在140 min左右基本达到平衡,最高氨氮去除率达到83.3%。碱改性秸秆生物质炭的吸附性能优于酸改性,其吸附符合准二级动力学方程,其吸附行为受外部液膜扩散、颗粒内扩散以及表面吸附等过程的影响。同时,吸附过程为吸热反应,随着温度的升高,利于吸附反应的进行。吸附等温线满足Freundlich方程。     

纤维素基材料表面浸润控制技术的研究进展

纤维素基材料具有原料来源广泛、可生物降解和优异的生物相容性等特点,且其本身的粗糙结构对其表面浸润性的改性具有一定的优势。基于浸润性的概念和改性原理,总结了纤维素基材料在疏水、超疏水和亲水疏油三个改性方向上的表面浸润控制技术,重点阐述纤维素基材料的表面超疏水改性技术。     

活化剂用量对竹基活性炭孔结构及电化学性能的影响

以毛竹为炭前驱体,KOH作活化剂,通过调节KOH用量在相同活化条件下制备了具有不同孔隙结构的竹基活性炭材料,通过扫描电镜、BET氮气吸附、直流充放电、交流阻抗和循环伏安等结构与电化学性能分析方法,考察了碱炭比对竹基活性炭材料结构和性能的影响.研究结果表明:随着碱炭比增大,活性炭材料的比表面积与总孔容、中孔孔客、微孔孔客...