花生壳生物炭对铵态氮的吸附性能研究

为揭示生物炭对铵态氮的吸附性能,以花生壳为原料,低氧热解(300℃)制备生物炭,采用批量平衡吸附法,研究花生壳生物炭对铵态氮(NH4+-N)的吸附机制及影响因素。研究结果表明：生物炭吸附NH4+-N的量随溶液NH4+-N初始浓度增加而增加,当初始浓度接近100 mg/L 时,吸附趋于饱和,最大吸附量达5.79 mg/g。Langmuir 能较好地拟合花生壳生物炭对NH4+-N等温吸附数据,表明吸附是以单层吸附为主导。生物炭对NH4+-N的吸附约30 min 达到平衡,伪二级动力学方程能较好地描述其吸附动态;随生物炭添加量的增加,其对NH4+-N的吸附量下降,而吸附率逐渐增加,100 mg/L吸附体系中,生物炭适宜添加量为0.6 g/50 mL,最大吸附率达40%。生物炭吸附NH4+-N的量随溶液pH升高而增加,当体系pH 9.0 时,吸附量高达8.8 mg/g。可见,溶液NH4+-N初始浓度、生物炭添加量及pH是影响生物炭吸附性能的重要因素。     

玉米秸秆生物炭对杀扑磷吸附性能研究

研究了玉米秸秆生物质炭对水中杀扑磷的吸附去除,并讨论了玉米秸秆生物质炭投加量、pH值、吸附时间对去除效果的影响。确定了最佳吸附条件为20 m L水样中,玉米秸秆生物炭投加量为0.6 g,pH值为6.5,吸附20 min能有效去除水中的杀扑磷。结果表明,玉米秸秆生物炭对水中杀扑磷农药具有较好的去除效果,去除率达91%。     

不同炭基肥料对小白菜硝酸盐含量、产量及品质的影响

利用生物质炭与化肥混合制成的生物质炭基肥料进行田间试验,比较炭基肥料对蔬菜硝酸盐积累的影响以及不同原料生物质炭基的肥效差异。选择小麦秸秆炭、花生壳炭、棉花秸秆炭3种炭基肥料,炭基肥养分含量为37%,N:P2O5:K2O=18:9:10。以普通复合肥为对照,总养分为45%,N:P2O5:K2O=15:15:15。结果表明,与普通复合肥相比,麦秸秸秆炭基肥处理使小白菜硝酸盐含量显著降低了35.38%,可溶性糖含量提高31.12%,维生素C含量提高31.55%。同时施用的小麦秸秆炭基肥在总养分含量比普通复合肥减少18%的条件下,小白菜的产量显著提高了45.03%。而花生壳炭基肥和棉花秸秆炭基肥处理效果不明显。因此,小麦秸秆炭基肥有望成为有效的降低小白菜的硝酸盐含量、提高品质和产量的新型环保肥料。     

废弃茶叶渣对废水中铅（Ⅱ）和镉（Ⅱ）的吸附研究

采用单因素实验方法,考察了铅和镉离子的初始浓度、吸附时间及pH对吸附的影响,并绘制了三种因素对吸附率及吸附量的影响曲线。结果表明,茶叶渣对Pb2+和Cd2+的吸附率、吸附量随着时间的延长均增高,最后分别达到72.13%、3.56mg/g和93.75%、4.69mg/g;随着Pb2+和Cd2+初始浓度的增加,吸附量均呈上升趋势,最后分别达到4.06mg/g、4.71mg/g,Pb2+的吸附率呈下降趋势,而Cd2+的吸附率呈上升趋势;随着pH的升高,两种离子吸附曲线都为先升后降,各自的最佳pH分别为5、7。通过改变Pb2+和Cd2+的离子初始浓度、吸附时间和调节溶液pH值,废弃茶叶渣对能够对废水中Pb2+和Cd2+有良好的去除效果。     

茶渣制备的生物质炭对重金属镍的吸附研究

为了寻找有效治理重金属镍污染的方法,明确茶渣基生物质炭的吸附能力和机理,本研究通过扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度分析仪和Zeta电位对茶渣基生物质炭(TBC-700)进行表征及机理探究,用紫外分光光度计对吸附过程进行测定。结果表明：合成的TBC-700具有较疏松的孔状结构,其对镍的吸附过程更符合准二级动力学模型(R²>0.99)和Freundlich吸附等温线模型(R²>0.95)。TBC-700对镍的吸附存在多分子层吸附,去除率达42.91%,平衡时最大吸附量可达584.58 mg/g;TBC-700吸附重金属镍后在500 mg/L KH₂PO₄溶液中解吸率达62.33%,具有一定的循环吸附能力。     

不同生物质炭对玉米种子萌发及幼苗根系形态特征的影响

为探讨生物质炭对玉米种子萌发及幼苗生长的影响,以美玉(加甜糯)8号为试验材料,在光照培养条件下利用对照、500°C制取的竹叶生物质炭、烟秆生物质炭和小麦秸秆生物质炭进行萌发培养试验,分别对玉米种子发芽势、发芽率、发芽指数,以及幼苗根系形态等指标进行测定。结果表明：生物质炭对玉米种子萌发无显著影响,而不同生物质炭对玉米幼苗根系发育具有显著抑制作用；竹叶、烟秆和小麦秸秆生物质炭对玉米根长抑制率分别为14.4%、59.7%和37.3%。本试验可初步得出结论：在生物质炭条件下,玉米种子萌发的敏感性比幼苗根系伸长小；而根系抑制率可作为生物质炭对植物毒性评估的一种良好的测试方法。     

辣木籽壳生物炭对溶液中Cu2+的吸附性能研究

为探究辣木籽壳生物炭对Cu²⁺的吸附性能,以辣木籽壳为原料,1000℃热解、KOH改性制备生物炭,采用平衡吸附法研究改性前后生物炭对Cu²⁺的吸附机理。结果表明：当pH 7.0时,加入同样量的辣木籽壳生物炭,改性后辣木籽壳生物炭对Cu²⁺的吸附效果优于改性前。吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型。造成这种吸附差异的原因与生物炭的比表面积、孔隙结构和芳香结构以及SiO₂含量有关。综上所述,所制备的辣木籽壳生物质活性炭在一定范围内对Cu²⁺有良好的去除作用。     

核桃壳基生物质炭的制备工艺及其性能的研究

为了优化生物质炭制备工艺,得到高性能、低成本的生物质炭产品。笔者以核桃壳为原料,分别考察了炭化温度、活化剂种类、活化时间、活化温度、活化剂浓度对生物质炭得率、碘值、亚甲基蓝值的影响,并对炭化与活化后的产物进行对比。结果表明：活化剂种类是影响生物质炭性质的主要因素,最优工艺条件是以磷酸为活化剂,液固比为2:1,活化剂浓度为50%,活化温度为400℃,活化时间为120 min,其产物具有发达的孔隙,高比表面积和完好的整体结构,碘吸附值为1574.8 mg/g,亚甲基蓝吸附值为120 mg/g。     

核桃壳基生物质炭的制备工艺及其性能研究

为了优化生物质炭制备工艺,得到高性能、低成本的生物质炭产品。笔者以核桃壳为原料,分别考察了炭化温度、活化剂种类、活化时间、活化温度、活化剂浓度对生物质炭得率、碘值、亚甲基蓝值的影响,并对炭化与活化后的产物进行对比。结果表明:活化剂种类是影响生物质炭性质的主要因素,最优工艺条件是以磷酸为活化剂,液固比为2:1,活化剂浓度为50%,活化温度为400℃,活化时间为120 min,其产物具有发达的孔隙,高比表面积和完好的整体结构,碘吸附值为1574.8 mg/g,亚甲基蓝吸附值为120 mg/g。     

微波裂解稻壳制备活化炭的工艺研究

为了推动生物质产业链,进一步开发生物质能,从而充分有效地利用农林有机废弃物,通过微波裂解稻壳制得稻壳炭,用化学活化法制备高品质的活性炭。采用碱溶法(NaOH)除去稻壳炭中SiO2,固体碳通过化学活化法来制备高质量活性炭。选取活化剂质量比、浸渍时间、活化温度、活化时间4个因素,每个因素三水平,通过正交试验对最佳活化剂制备活性炭的工艺条件进行优化,提高稻壳的综合利用率。以碘吸附值为主要品质衡量指标。通过单因素和正交实验确定最佳活化工艺条件为以氢氧化钠作为活化剂,炭碱比为1:2,活化温度为700℃、活化时间为2 h,浸渍时间为24 h,稻壳活性炭的碘吸附值为965.22 mg/g,超过了净水用活性炭的国家二级品指标,而亚甲基蓝吸附值为148.50 mg/g,达到了净水用活性炭的国家一级品标准。     

重金属Pb、Hg污染对3种小麦种子的萌发及抗氧化活性的影响

以水培的方法,研究了重金属Pb、Hg污染对农麦2号、农麦3号和新春23号3种小麦种子的发芽势、发芽率、芽长和抗氧化活性的影响。结果表明:Pb2+污染对3种种子的发芽势、发芽率、芽长以及幼苗的抗氧化活性均表现出抑制作用,且随着Pb2+浓度的增加,抑制作用逐渐增强;Hg+污染对农麦3号种子的发芽势、发芽率以及芽长均表现出抑制作用,浓度越大抑制作用越强,而对农麦2号和新春23号种子,浓度小于50 mg/L时,对发芽势有促进作用,发芽率和芽长影响不显著,浓度大于100 mg/L时,发芽势、发芽率和芽长都受抑制,且浓度越大,抑制作用越强。3种小麦幼苗的抗氧化活性在不同浓度的汞污染下均降低,且浓度越大幼苗的抗氧化活性越低;当Hg+浓度达300 mg/L时,Pb2+浓度达到500 mg/L时,就会严重影响3种小麦种子的萌发情况。     

菠萝皮渣水不溶性膳食纤维对油脂 胆固醇 胆酸钠及NO_2~-的吸附作用

主要研究了菠萝皮渣水不溶性膳食纤维对油脂、胆固醇、胆酸钠及NO2-的吸附作用。结果表明,菠萝皮渣水不溶性膳食纤维的膨胀力为3.25 mL/g,持水力为4.73 g/g;对花生油的吸附量为1.49 g/g,对猪油的吸附量为1.94 g/g;在中性环境下吸附胆固醇的能力比在酸性环境中的吸附能力大,pH值7时最大吸附量达33.35 mg/g,吸附平衡时间约90 min;对胆酸钠的吸附平衡时间约3 h,最大吸附量达到98.86 mg/g;对NO2-的吸附能力随着环境pH值的增大而降低,当pH值2时可在90 min内将溶液NO2-浓度从100μmol/L降至5μmol/L以下,最大吸附量可达9.94μmol/g。上述性质表明菠萝皮渣水不溶性膳食纤维是一种优质的膳食纤维资源。     

工厂化杏鲍菇菌渣生物炭制备及质量评价

为了更好地利用菌渣制备稳定、优质的生物炭，以12种不同原料配方工厂化杏鲍菇菌渣为材料，建立高温裂解生物炭制备工艺，利用孔雀石绿吸附能力对生物炭进行快速质量评价。12种菌渣理化性质表现出一定差异。以X₀组菌渣为材料，12种处理炭得率为26.00%~47.17%，且随着温度升高而降低。综合炭得率、孔雀石绿吸附率和能耗，确定400℃、2.5 h为菌渣生物炭最适制备条件。以该条件制备的11种菌渣生物炭各组间炭得率无显著差异，对400 mg/L孔雀石绿2 h吸附率均达到95%以上，表明具有良好的孔隙度和吸附效果。本研究建立了一种菌渣生物炭制备工艺和评价方法，为工厂化菌渣生物炭化利用提供理论和实践依据。     

Preparation of Porous Hardened Cement Paste Synthetic Filter Material and Phosphorus Removal from Wastewater by Adsorption

Taking cement as primary raw material, a porous hardened cement paste synthetic filter material was prepared by steam curing in a reaction kettle. The optimum process combination condition of the filter material was determined. By orthogonal experiment, the optimal combinations of technical conditions were determined: water-solid ratio is 0.25, and pore-forming agent/cement equals to 0.3 with steaming temperature at 180°C in the reaction kettle for 4 h. Effects of pH value, dosing quantity and the initial concentration of phosphorus on phosphorus removal by using the filter materials which prepared under the optimal conditions were tested. The results show that the phosphorus removal rate reaches all above 95.3% and the highest one is 99.8% when the initial concentration of phosphorus is 5~10 mg·L -1. When the amount of filter material is added 2.5 g/100 mL, under the experimental condition of pH neutral, the top phosphorus removal rate reaches 89.6% when the concentration is 50 mg·L -1. The analysis of adsorption kinetic process shows that the pseudo-second-order kinetic is fitted to the adsorption characteristics of filter material and the adsorption rate is controlled by the intra-particle diffusion.     

秸秆还田与生物炭配施对麦-玉轮作体系产量和氮素利用率的影响

通过探究秸秆还田与生物炭配施对麦-玉轮作体系产量和氮素利用率的影响,为黄褐土粮食生产科学施肥提供指导。本研究选取不施肥(CK)、单施生物炭(B)、单施化肥(NPK)、化肥配施秸秆(NPKS)、化肥配施生物炭(NPKB)和化肥配施生物炭和秸秆处理(NPKBS),分析不同处理对作物产量、养分含量和氮肥利用率的影响。结果表明：秸秆与生物炭配施化肥均可显著提高作物穗粒数、产量、土壤全氮、碱解氮、植株籽粒氮积累量;秸秆与生物炭配施化肥均可以显著提高氮素利用率,且小麦利用率高于玉米,真实利用率较当季利用率提高了17.72%~37.43%,其中化肥配施生物炭和秸秆效果最好。综上,化肥配施生物炭和秸秆可以显著提高作物产量,提高氮素真实利用率。