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。     

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。     

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...     

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。     

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...     

热解工艺对木醋液制备及性质的影响

以杉木屑为原料,在固定床反应器上探讨了热解条件对杉木屑制备木醋液及其性质的影响,结果表明:热解温度是主要影响因素,在热解温度450℃、升温速率10℃/min、氮气流量100 mL/min的热解工艺下,粗木醋液产率可达57.13%,精制醋液产率可达38.20%。杉木屑热解制备得到的木醋液的6类主要化学成分中,酸类和酚类物质为主要成分,约占总含量的2/3,其次是醇类、酮类和醛类,酯类含量较少。热解工艺条件对木醋液的组成和含量有显著影响,热解温度影响酸类、酚类和醇类含量,升温速率影响酸类和醇类含量,氮气流量影响酚类和醇类含量,酮类、醛类和酯类含量基本不受影响。     

柠条生物炭及其在退化土壤修复中的应用

以柠条为原料开展生物炭生产和应用试验,探索柠条资源的新型利用途径。在缺氧和500℃的热解条件下,柠条生物炭的灰分元素含量高达14%,比表面积较大,为265m2/g,全N含量高达2.4%;FT-IR分析得到,柠条生物炭呈无定形的乱层结构,表面含有丰富的羧基、羰基官能团。把该生物炭以500kg/667m2的用量施于退化严重的半干旱地区土壤中,并同施用牛粪、牛粪+柠条生物炭和不施肥开展对比试验得到(按等量碳量施用),施用柠条生物炭1.5a后,退化林地土壤毛管持水量、田间持水量比对照分别提高10.7%和11.5%,土壤有机C、全氮、土壤的速效K含量显著提高,而土壤容重显著下降。施用纯牛粪,对上述测定性状的改良效果要明显好于按等量碳施用的牛粪,但施用牛粪对土壤的有效P的改善效果要显著好于施用单一柠条生物炭。而牛粪+柠条生物炭混合施用有利于土壤有机质、全N、速效K和有效P的保存。     

生物燃油的特性及应用

生物质快速热解制取生物油是目前世界上生物质能研究开发的前沿技术，快速热解是采用中等反应温度(400～550℃）、较短的停留时间(1s以内)、在无氧条件下高速升温对生物质原料进行快速热解的过程。生物质热解生成炭、可冷凝气体(生物燃油)和可燃气体(不可冷凝)。随着热解工艺类型和反应条件的不同，     

高酚类含量生物油喷动循环流化床快速热解工艺

采用喷动循环流化床快速热解系统对落叶松树皮进行快速热解制备高酚类物质含量生物油,考察反应温度、粒径、进料速率和气体流量对生物油中酚类物质含量的影响,以生物油中酚类物质含量为目标,优化快速热解工艺.结果表明:反应温度、粒径是影响生物油中酚类物质含量的关键因素;制备高酚类物质含量生物油的喷动循环流化床快速热解最佳工艺为:反应温度823K,粒径0.3～ 0.45mm,进料速率50 r/min,气流量15 m3/h.     

香樟木屑真空热解蒸气催化前后产物对比分析(英文)

在两段式反应器上开展了对香樟木屑真空热解蒸气的在线催化提质研究。对比分析了催化前后各相产物产率和气体组成的变化,以及催化前后液相产物理化特性和化学组成。结果表明,催化后液相产物产率降低,但生物油出现分层,上层为油相,下层为水相。油相的H/C物质的量之比、pH值和高位热值(湿基)分别为1.712、4.93和37.15 MJ/kg;油相中烃类和轻质酚类等目标产物含量明显增加,而酸类、醛类和酮类等具有腐蚀性和不稳定性的化合物含量则显著降低,燃料品质较生物原油有显著提升;水相中仍含有少量腐蚀性和不稳定化合物,但其干基的高位热值达32.98 MJ/kg,除去水分后亦可将其用作替代燃料。热解蒸气中非目标产物在HZSM-5分子筛的活性位点上发生转化反应生成期望化合物,各类反应遵循碳正离子反应机理。     

木质生物质催化热解制备富烃生物油研究进展

生物油是木质生物质等原料经过热解获得的绿色产物,富含多种化学和生物活性物质,在石油替代方面具有发展潜力。生物质催化热解技术是制备高品质生物油的主要途径,但由于生物油含氧量比较高、目标产物选择性比较低、催化剂易结焦失活,限制了其应用。笔者从木质生物质热解机理及其反应途径、催化剂(金属氧化物、金属盐类、微孔催化剂、介孔催化剂)及其催化热解转化机理与产物调控机制、供氢试剂(四氢化萘、甲醇、废旧塑料、废弃油脂及其他供氢试剂)及其共催化热解转化机理等方面综述了木质生物质催化热解制备高品质生物油的进展,概述了催化热解过程中生物油的热解特性、产物组成以及转化机理,并对存在的问题及其解决方案进行了分析,展望了未来的发展方向,以期为木质生物质的高效转化利用提供依据和参考。     

生物炭和氮肥配施对榉树幼苗生长的影响

为研究添加生物炭和氮肥对榉树幼苗生长的影响,设置生物炭和氮肥2个因素,生物炭设置2个水平,分别为0 g/kg(C0)和5 g/kg(C1),氮肥设置3个水平,分别为2 g/株(N1),6 g/株(N3),10 g/株(N3),对比研究了榉树幼苗形态特征、根系、生物量和光合参数的变化特征。结果表明,株高、地径、冠幅、生物量、根系根长、根表面积、根体积、根尖数、光合速率在C0处理下随着氮肥用量的增加呈逐渐增加的趋势,在C1处理下随着氮肥用量的增加呈先增加后减少的趋势,在同一施氮水平下,C1处理的榉树生长状况均优于不添加生物炭处理,施氮量为6 g/株时效果最好,可在生产中推广应用。     

真空热解工艺参数对生物油产率的影响研究

以油菜秸秆为原料,采用真空热解系统作为生物质热解液化试验装置,以热解终温、体系压力、升温速率和保温时间为试验因子,生物油产率为试验指标,在单因素试验的基础上,采用响应面法对生物油产率进行进一步优化,利用Design Expert 8.0.6软件分析得出生物油产率的二次多项式模型方程,对热解工艺参数进行寻优,并对优化结果进行了试验验证。研究结果表明,热解终温、体系压力和升温速率是影响生物油产率的主要因素,而保温时间对生物油产率的影响较小;最佳热解工艺参数为:热解终温494.0℃,体系压力5.0 kPa,升温速率18.4℃/min,保温时间60.0 min,在此条件下,生物油产率可达43.50%,与预测值43.63%较为接近。     

林产废弃物热解生物油酯化-复配提质的研究

湖南是林业大省,具有丰厚的林产资源,其中林产废弃物通过热解技术获得可再生能源生物碳、燃气和生物油。本实验采用酯化和复配调和技术对生物油的提质进行了研究,首先自主合成的固体酸催化剂Al_2O_3-HZSM-5,通过XRD、FT-IR和SEM进行了表征分析,发现催化剂的晶型和结构完整,具有较大的比表面积和较多的活性点位,有利于催化酯化反应的进行。将其用于催化生物油的酯化反应,原料酸值降至1.09 mg KOH/g,再与甲醇复配获得改性燃料油,其热值为21.3 KJ/g,运动粘度3.4mm~2·s~(-1),可用于锅炉、燃油灶等粗放型设备的应用。     

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。     

木质素对H3PO4法活性炭孔隙结构的影响

以杨木、落叶松木、麻秆屑为原料,采用乙酸-亚氯酸钠法对原料进行脱木质素处理,研究木质素对H3PO4法活性炭孔隙结构的影响.通过物理吸附仪测定活性炭的比表面积和孔结构,利用碘值和亚甲基蓝吸附分析其吸附性能;采用TG/DTG分析原料去除木质素前后热解过程.结果表明,除去木质素后活性炭的比表面积、总孔容、外表面积变小;微孔孔...     

微波加热方法制备活化生物质炭的研究

笔者采用微波加热的方式以松木片为原料、KOH为活化剂制备活化生物质炭,探索了3种不同KOH/生物质炭的配比(0.5、1.5和3.0)条件下的活化生物质炭的孔结构和甲苯吸附量。甲苯吸附量的测试采用了一种简便、高效、环保和廉价的方法。结果表明,配比为3.0的活化生物质炭达到最高的比表面积2044m~2/g,微孔比表面积也达到最高值1712m~2/g。对不同浓度的甲苯进行吸附,在甲苯浓度为400ppmv时,配比为3.0的活化生物质炭显示了最大的吸附量56.0%。而对高浓度甲苯吸附,配比为3.0的活化生物质炭的吸附量则可达到71.9%,并且其吸附等温线数据能很好的拟合DQSAR吸附模型。     

木质素对H_3PO_4法活性炭孔隙结构的影响

以杨木、落叶松木、麻秆屑为原料,采用乙酸-亚氯酸钠法对原料进行脱木质素处理,研究木质素对H3PO4法活性炭孔隙结构的影响。通过物理吸附仪测定活性炭的比表面积和孔结构,利用碘值和亚甲基蓝吸附分析其吸附性能;采用TG/DTG分析原料去除木质素前后热解过程。结果表明,除去木质素后活性炭的比表面积、总孔容、外表面积变小;微孔孔容、微孔比表面积增加,木质素的去除有利于微孔的形成;碘吸附量增加,亚甲基蓝吸附量下降。除去木质素后的原料耐热性和热稳定性均下降。     

生物基炭材料在印染废水深度处理中的应用研究进展

首先总结了生物基炭材料的吸附机理，并根据作用机理去延伸分析生物基炭原料的选取，以及生物基炭的制备和表面改性方法。综合讨论了炭材料孔道结构、表面官能团等内在因素，以及初始浓度、吸附剂用量、吸附时间、溶液pH值、温度等外在因素对吸附性能的影响，此外，对吸附热力学、吸附等温线和吸附动力学等吸附特性展开分析。最后，总结了生物基炭材料实际应用存在的问题以及未来多样化发展方向，以期对生物基炭材料在印染废水高效处理中的应用提供参考和借鉴。     

生物油热解木质素的分离与利用研究进展

热解木质素是生物油中由酚类等高值化学品组成的低聚物,热解木质素能量密度高、具有酚羟基、甲氧基等活性基团,可用于制备液体燃料、化工产品等,实现其高效分离和分级转化是高附加值利用的重要途径之一。笔者系统总结了近年来有关热解木质素的研究现状和技术进展,重点阐释了有关热解木质素分离与解聚的研究概况,并对今后的研究方向进行了探讨。