玉米秸秆改性生物炭对铜、铅离子的吸附特性

探究改性生物炭对重金属的吸附性能,为不同改性生物炭对铜、铅离子的有效去除提供理论依据。以玉米秸秆为原料,经500℃限氧热解制备生物炭(BC),再分别经KOH和聚乙烯亚胺(PEI)改性得到碱改性生物炭(KBC)和PEI改性生物炭(PBC),探讨3种生物炭对Cu~(2+)和Pb~(2+)的单一吸附效果及对复合体系中Cu~(2+)和Pb~(2+)的竞争吸附。3种生物炭对Cu~(2+)、Pb~(2+)的吸附动力学均符合准二级动力学方程,改性后生物炭的吸附速率均高于BC;吸附等温线均符合Langmuir模型,最大吸附量表现为:PBCKBCBC。3种生物炭的饱和吸附量和吸附容量遵循Pb~(2+)Cu~(2+);通过竞争吸附试验发现,Pb~(2+)在3种生物炭上的竞争吸附能力均高于Cu~(2+)。结果表明:KBC和PBC对Cu~(2+)、Pb~(2+)的吸附能力明显优于BC,有成为新型重金属吸附剂的潜力。     

改性玉米秸秆吸附处理含Cu废水

以玉米秸秆为原料,采用微波加热-氯化锌活化法进行改性,探讨了吸附剂投加量、pH值、温度等因素对废水中Cu去除率的影响.结果表明,吸附剂对模拟废水中Cu的最高去除率可达90%以上;当pH值在5.0～6.0间、温度为30～35℃、吸附剂投加量为20 g/L,吸附时间为60 min时达最佳去除效果;等温吸附曲线可用Langmuir、Temkin和Freundlich模型拟合,前二者拟合较好.

Abstract：

Adsorption of Cu from wastewater onto modified corn stalk impregnated with zinc chloride by microwave heating was investigated. The adsorption was studied by considering the effects of various pa-rameters on the removal rate of Cu, such as pH, the dosage of absorbent and temperature. The results showed that the modified absorbent used in this study was efficient , with a removal ratio of Cu up to 90%or more. Optimum results of Cu removal were obtained with a pH of 5.0～6.0, at 30～35℃and with an adsorbent dosage of 20 g/L and an adsorption time of 60 min. The Langmuir, Temkin and Freundlich equa-tions can describe the absorption characteristics of Cu, the Langmuir and Temkin equations being better.     

改性小麦秸秆生物炭对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

以小麦秸秆为原料,通过高温热解和硝酸改性得到小麦秸秆生物炭吸附材料,将其应用于水中重金属六价铬[Cr(Ⅵ)]的处理,研究改性时间、溶液初始pH值、投加量对吸附效果的影响,并采用Freundlich和Langmuir等温吸附方程对等温吸附过程进行拟合。扫描电子显微镜(scanning electron microscope,简称SEM)表征结果表明,采用硝酸改性后的小麦秸秆生物炭内部结构舒展,孔隙丰富,具有更大的吸附空间,更有利于材料对Cr(Ⅵ)的吸附作用。批量处理吸附试验结果表明,对于50 mL浓度为100 mg/L的含Cr(Ⅵ)废水,改性小麦秸秆生物炭的最佳吸附条件为pH值3、吸附剂用量0.6 g、吸附时间12 h。等温吸附试验结果表明,吸附过程更符合Freundlich模式,最大吸附量可达到41.938 mg/g。     

生物改性玉米秸秆处理含铜废水的研究

为解决水体中铜离子污染治理及玉米秸秆资源化利用等问题,以黑曲霉为改性菌剂,采用固态发酵法改性玉米秸秆,制备出复合生物吸附剂。采用傅里叶红外光谱仪（FT-IR）和扫描电子显微镜（SEM）表征改性玉米秸秆,同时对吸附剂的投加量（0.05~0.30 g）、溶液初始浓度（10~200 mg·L^-1）、溶液初始pH（1.0~6.0）以及动力学和等温吸附线进行了研究。结果表明,通过黑曲霉固态发酵法改性后的玉米秸秆对Cu（Ⅱ）的饱和吸附量为33.6 mg·g^-1,是天然玉米秸秆的2.65倍。FT-IR和SEM表征结果显示,改性材料表面空隙增多,更为粗糙,更多的活性基团得以暴露,这为吸附性能的提高提供了依据。改性玉米秸秆对Cu（Ⅱ）吸附30 min后达平衡,可用准二级动力学模型较好地拟合,吸附等温线符合Langmuir方程,该吸附过程以单分子层吸附为主。利用黑曲霉固态发酵技术改性玉米秸秆,是一种快速资源化处理玉米秸秆的方法。     

玉米秸秆碱化处理制备的生物炭吸附锌的特性研究

为研究玉米秸秆碱化处理制备的生物炭对模拟废水中Zn的吸附特性,以玉米秸秆为原料制备玉米秸秆生物炭(BC),同时对玉米秸秆进行碱化浸渍处理来获得碱化改性生物炭(K-BC),并在此基础上研究了BC和K-BC对Zn的吸附动力学、吸附热力学以及pH对其吸附的影响,结合元素分析、比表面积孔径测定、扫描电镜及红外光谱等表征来分析其对Zn的吸附差异。结果表明:当Zn浓度为60 mg·L~(-1),BC和K-BC对Zn的吸附过程由快速吸附和慢速吸附2个阶段组成,且符合准二级动力学吸附模型;BC和K-BC对Zn的吸附量随温度(288~318 K)和Zn浓度(10~120 mg·L~(-1))的增加而增加,其中K-BC对Zn的理论饱和吸附量大于BC,且由Freundlich模型对吸附过程进行描述较为合适;热力参数表明BC和K-BC对Zn的吸附为自发、吸热和无序度增加的过程;在pH_2.0~5.0范围内,当pH为5.0时K-BC对Zn的吸附量最大,吸附率接近50%。由BC和K-BC结构表征及理化特性差异可以推知,这2种生物炭对Zn吸附差异来源于其比表面积、孔隙结构和芳香结构之间的差异。     

老化秸秆生物炭对诺氟沙星吸附特性的研究

为研究老化秸秆生物炭的性质及对水中诺氟沙星的吸附特性,本研究将新鲜生物炭进行自然老化、冻融循环老化和高温老化,通过元素分析、扫描电镜和红外光谱分析老化前后生物炭的组成和结构特性变化,研究老化生物炭对诺氟沙星的吸附机理以及pH、离子类型和离子浓度对吸附效果的影响。结果表明：不同老化方式均使生物炭的C元素含量降低,O元素含量显著增加,极性增加,芳香性降低,其中高温老化影响最大。高温老化使生物炭表面的—OH和C=C明显减少,冻融循环老化使—OH数量增加,自然老化对生物炭表面官能团影响较小。老化使生物炭表面破损、孔道塌陷,生物炭上的吸附点位被阻塞,不利于对诺氟沙星的吸附。老化前后生物炭对诺氟沙星的吸附更符合准二级动力学模型,等温吸附拟合发现,Langmuir模型能更好地拟合诺氟沙星在生物炭上的吸附过程。自然老化、冻融循环老化和高温老化分别使生物炭的吸附量降低了5.50%、7.70%、14.80%;在背景液pH 3.0~11.0范围内,老化前后生物炭对诺氟沙星的吸附量随pH增大先升高再降低,当pH为7.0时,吸附量达到最大值。阳离子价态越高,离子浓度越大,老化后生物炭对诺氟沙星的吸附量越小。研究表明,老化对生物炭的理化性质和吸附抗生素的能力均有影响,因此在使用生物炭去除目标污染物时需要考虑环境因素的影响。     

改性废纺织基生物炭的性能及其吸附特性研究

[目的]研究改性废纺织基生物炭的性能及其吸附特性。[方法]通过对纺织废物改性,对制备出的生物炭进行产率、元素组成、SEM谱图、红外谱图、pH等的研究,确定出改性废纺织基生物炭的性能和吸附特性。[结果]炭化温度为400℃时,改性生物炭含碳量增加了7.2%,产率增加了15.1%,pH呈弱碱性。改性样得到的生物炭中含有—OH、—CH₃、—CH₂、■基团,表面结构有大量的微孔和中孔,碘和亚甲基蓝吸附值都很高,有较好的吸附能力和脱色能力,Cr（Ⅵ）初始浓度为80、150 mg/L时,平衡吸附量分别为7.3、27.6 mg/g,对废水中Cr（Ⅵ）有较好的吸附效果。[结论]改性废纺织基生物炭含碳量高,吸附效果好,具有化学稳定性,可应用于水体中重金属污染物的吸附。     

改性生物炭吸附废水中Sb(V)的特性

为了更好地处理废水中的Sb(Ⅴ),利用三价铝和高锰酸钾对生物炭进行改性,并使用比表面积(BET法)分析、扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征改性前后的生物炭。通过对生物炭投加量、反应时间、Sb(Ⅴ)初始浓度、pH值进行研究,拟合分析试验数据,探究3种生物炭的吸附特性与吸附机理。结果表明,25℃下,固液比为1 g∶400 mL,反应时间为4 h,pH值为2时,原炭(BC)、Al~(3+)改性的生物炭(Al-BC)和高锰酸钾改性生物炭(KMnO_4-BC)对Sb(Ⅴ)的最大吸附量分别为4.41、10.48、30.06 mg/g,三者吸附量均整体随pH值的增大而逐渐减小。3种生物炭等温吸附曲线符合Langmuir等温模型,BC和KMnO_4-BC吸附动力学过程遵循拟二级动力学方程,Al-BC吸附符合拟一级动力学方程。生物炭吸附过程为以物理吸附行为主的物理-化学复合过程。BET比表面积分析结果表明,Al-BC比表面积及总孔体积最大,KMnO_4-BC粒径较小且其表面附着的晶体提高其吸附能力。FTIR结果表明,改性前后生物炭表面官能团差别不大。     

热空气氧化改性生物炭对镉的吸附特性研究

[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...     

玉米秸秆生物炭对溶液体系中不同重金属离子的吸附特性

为探究在废水处理中针对不同重金属吸附特征选择合适的生物炭修复方案,以玉米秸秆为原料,在300和500℃下热裂解得到2种生物炭,通过试验模拟研究生物炭在单组分溶液体系和多种重金属离子的混合溶液体系中,对不同重金属离子的吸附能力,并用等温吸附模型对试验结果进行拟合。研究结果表明:1)对于同种重金属而言,500℃下得到的生物炭的吸附能力更强;2)对于同种吸附材料,单组分与多种重金属离子的混合溶液中对重金属离子饱和吸附量的顺序均为:Ni ~(2+)Zn~(2+)Cd~(2+)Pb~(2+)Cu~(2+);3)但在多种重金属离子的混合溶液体系中金属离子浓度较高条件下,离子之间的相互作用影响生物炭吸附能力;同时Cu~(2+)和Pb~(2+)2种离子具有较高的吸附量,竞争力更强。     

稻草生物炭对甲磺草胺和二氯喹啉酸吸附的影响

以弱酸性除草剂甲磺草胺和二氯喹啉酸为研究对象,研究稻草生物炭对这2种除草剂的吸附特征的影响。结果表明,当在土壤中添加稻草生物炭后,土壤对甲磺草胺、二氯喹啉酸的吸附都显著增加。Friendrich方程能更好地拟合稻草生物炭本身对甲磺草胺的吸附等温线,R^2从线性拟合的0.976增加到0.987,Kfads为133.4 mg^1-1/nkg^-1L^1/n。线性方程和Friendrich方程均能很好拟合二氯喹啉酸的吸附等温线,Kd为218.6 L/kg。     

稻草生物炭对甲磺草胺和二氯喹啉酸吸附的影响

以弱酸性除草剂甲磺草胺和二氯喹啉酸为研究对象,研究稻草生物炭对这2种除草剂的吸附特征的影响。结果表明,当在土壤中添加稻草生物炭后,土壤对甲磺草胺、二氯喹啉酸的吸附都显著增加。Friendrich方程能更好地拟合稻草生物炭本身对甲磺草胺的吸附等温线,R2从线性拟合的0.976增加到0.987,Kfads为133.4 mg1-1/nkg-1L1/n。线性方程和Friendrich方程均能很好拟合二氯喹啉酸的吸附等温线,Kd为218.6 L/kg。     

TTAC改性水稻秸秆处理染料废水的研究

为实现废弃秸秆资源化利用和应对染料废水污染问题,以水稻秸秆(RS)为原料,与十四烷基三甲基氯化铵(TTAC)反应制备阳离子改性秸秆(MRS)。首先考察了改性工艺对MRS脱色性能的影响,进而通过扫描电镜(SEM)和红外光谱(FT-IR)分析潜在的作用机制。结果表明,制备MRS的适宜工艺条件为:RS:TTAC质量比为1:2、搅拌速率为400 r·min^-1、温度为40 ℃、pH为7.00。与RS相比,MRS呈均匀有序的片状且存在较多缝隙,增加了其和染料的接触面积,有利于提高吸附性能。FT-IR表明,改性处理将RS中大部分木质素和半纤维素脱除,并引入-NH⁺,加强了MRS与阴离子污染物的电荷中和作用。     

晚稻秸秆还田腐熟技术在油菜上的应用效果

研究了腐秆剂的作用效果.结果表明,在油菜作物上盖草施腐秆剂能提高油菜子产量,比不盖草不施腐秆荆每公顷增产49.5～124.5 kg,增产率达2.22%～5.61%;明显改善油菜的株高、分枝、角长、角果数及角粒数等农艺、经济性状,但降低了油菜的千粒重;促进了油菜的生长发育.     

稻草秸秆基活性炭对苯酚和亚甲基蓝的吸附性能研究

[目的]研究稻草秸秆基活性炭对苯酚和亚甲基蓝的吸附性能。[方法]选用（NH4）2HPO4为活化剂,利用农业废弃物——稻草秸秆为原料,通过化学活化法制得3种稻草秸秆基活性炭RN-1、RN-2和RN-3。通过N2吸附-脱附等温曲线和Boehm滴定法对其表面的物理和化学性质进行表征。[结果]结果表明,预氧化处理不仅会改变活性炭表面含氧基团的含量,也对其比表面积有影响。将活性炭应用于水中的亚甲基蓝和苯酚吸附,活性炭吸附苯酚和亚甲基蓝符合拟二级动力学方程。RN-3（187.7 mg/g）具有最大的苯酚吸附量,对亚甲基蓝的最大吸附量RN-3（166.35 mg/g）和RN-1（161.00 mg/g）相近。说明活性炭对亚甲基蓝的吸附受比表面积和含氧基团的共同影响,含氧基团量的升高不利于其对亚甲基蓝的吸附。[结论]该研究为稻草秸秆的合理利用提供科学依据,以达到以废制废的目的。     

稻草基淀粉环保复合材料的制备及性能研究

开发基于农作物秸秆的复合材料是提高农副产品附加值,变废为宝,节约资源,保护环境的重要途径.采用热压方法制备淀粉/上段稻草粉末复合材料,研究了淀粉用量、热压温度、热压时间对复合材料拉伸、弯曲、硬度性能的影响.淀粉用量为40％,热压温度130℃,热压时间10 min,拉伸强度可达到5.19MPa.     

纤维分解菌对稻草田间腐解和水稻生长发育的影响

通过室内模拟试验、发酵试验和2年稻田水稻栽培试验验证了自选纤维分解菌的腐草效果。结果表明，环境条件在稻草腐解过程中起至关重要的作用，如适当的水分管理、良好的通气状况、较高土壤肥力和生物活性等有利于稻草快速降解。所选纤维分解菌在3种试验条件下均能明显的促进稻草快速腐解，且不同菌种混合接种的腐草效果好于单一菌种接种。室内模拟试验中施用纤维分解菌的稻草腐解率比未施用的30d内提高12．6％～22．8％。在较好的培养条件下，接种纤维分解菌的稻草腐解率比模拟田间条件下的自然腐解率30d内提高42．7％～59．9％。田间试验表明，稻草翻埋并接种纤维分解菌的稻草腐解率比稻草翻埋不接种的对照60d内提高3．5％，稻草覆盖并接种纤维分解菌的稻草腐解率比稻草覆盖不接种的对照60d内提高10．7％。连续2年的田间试验表明稻草还田结合此菌剂的施用，可减轻和防止多量稻草还田给水稻生长带来的不利影响，提高水稻的结实率、千粒重和每穗总粒数，从而提高水稻的产量，以稻草覆盖的产量提高较明显。     

颗粒活性炭对4-氯酚模拟废水吸附研究

[目的]将颗粒活性炭应用于吸附处理含4-氯酚废水。[方法]研究颗粒活性炭对模拟废水中4-氯酚的吸附过程。[结果]在30℃,摇床转速为150r／min时,颗粒活性炭对4-氯酚静态吸附6h可达吸附平衡;采用Langemuir和Freundlich吸附等温式对试验数据进行线性拟合,4-氯酚在颗粒活性炭上的吸附行为符合Freundlich等温式。测定了30℃时4-氯酚通过颗粒活性炭固定床的穿透曲线,穿透时颗粒活性炭的吸附容量为37．8mg／g,为同条件下静态吸附容量的0．5018。[结论]颗粒活性炭对模拟废水中的4-氯酚具有良好的吸附作用。     

5种秸秆腐熟剂对水稻秸秆的腐熟效果研究初探

为筛选出适合伊犁州直水稻秸秆腐熟的菌剂,选取了5种秸秆腐熟剂,开展水稻秸秆腐熟效果对比试验。将秸秆腐熟剂按照说明进行配置后,与水稻秸秆混合装入尼龙袋,埋入15cm土壤中,每隔15d取样1次,观察颜色、手感变化,测定水稻秸秆的失重率、纤维素含量和土壤pH、氮磷钾含量。结果表明:农富康秸秆发酵剂、益加益生物菌肥发酵剂、欧科拜克秸秆腐熟剂3种腐熟剂的腐熟效果较好。     

秸秆腐熟剂对水稻秸秆还田应用效果的影响研究

秸秆腐熟剂对水稻秸秆还田应用效果试验结果表明,水稻秸秆还田施用秸秆腐熟剂能提高水稻产量,最高增产850.5 kg/hm2,增产率8.4%。同时有效促进了水稻秸秆快速腐解,土壤容重略有下降、CEC值有所增加,对提高土壤保水保肥能力、培肥地力有一定的效果。