氮吸附法分析生物质焦孔隙结构

采用氮吸附法对4种生物质焦(稻壳、树叶、玉米秆、棉花秆)的孔隙结构进行测量,结果表明,不同种类焦样的比表面积和孔径分布有明显差别,树叶的比表面积最大,为242.21 m2·g-1,玉米秆的比表面积最小,为0.81 m2·g-1.850℃时,稻壳、树叶、玉米秆焦样的孔径分布曲线在微孔和中孔范围各有一个分布峰,而棉花秆焦样的孔径分布曲线只在中孔范围内出现一个分布峰.热解温度是影响孔隙结构的一个重要因素,在高温条件下,同步热解得到的焦样的比表面积较大,微孔较多.在本研究中,600℃、850℃的稻壳焦样和850℃的树叶焦样具有较大的比表面积,比较适合做吸附剂.     

Influence of the physical and chemical properties of soil on the retention process of isoxaflutole and its two main derivatives

Isoxaflutole is a new pre‐emergence herbicide for use in maize and sugarcane. Its two main derivatives are a diketonitrile derivative, the 2‐cyano‐3‐cyclopropyl‐1‐(2‐methanesulfonyl‐4‐trifluoromethylphenyl)propan‐1,3‐dione, named DKN, and a benzoic acid derivative, the 2‐methanesulfonyl‐4‐trifluoromethylbenzoic acid, named BA. The adsorption/desorption processes have never been studied for isoxaflutole (IFT) at high concentrations nor for BA, and the present work aimed at completing the knowledge of the behaviour of these three molecules in conditions close to those encountered in the context of agricultural use. The adsorption/desorption study was conducted on seven soils of different physical and chemical properties, using the batch equilibrium technique. During the experiments, IFT was chemically converted into DKN in a continuous manner. This reaction appeared to be dependent on the pH of the soil and was taken into account in the calculations of the adsorbed and desorbed amounts. The adsorption isotherms obtained were predominantly C‐shaped for IFT and DKN and S‐shaped for BA, but some differences appeared on a few soils. They fitted well the Freundlich equation, and the values of the Freundlich coefficient K_fa showed that, whatever the soil, IFT was more adsorbed than its two derivatives. The main parameter influencing the adsorption of IFT appeared to be the organic matter content, whereas this effect was not evident for DKN and BA. No correlation was found between the extent of adsorption and either clay content or pH of the soil, for the three molecules.     

青枯菌对桉树及非寄主树木根部吸附和侵入的比较

通过接种青枯菌与非病原的大肠杆菌,对2个桉树无性系和1种非寄主树木的根表吸附菌量及根内含菌量进行测定.结果表明:青枯菌对感病寄主根表的吸附量多于对抗病寄主和非寄主根表的吸附量,对感病寄主根部的侵入量多于对抗病寄主但少于对非寄主根部的侵入量;病原菌较非病原菌对感病寄主根表的吸附量大,但二者对感病寄主根部的侵入量则依据根部伤口的有无而互有高低.青枯菌接种24 h内,感病寄主根表吸附菌量和根内含菌量呈上升趋势,在抗病寄主及非寄主根表的吸附菌量和根内含菌量却呈下降趋势.从统计学上看,青枯菌对寄主根部的吸附和侵入都显示出了一定的选择性,但由于病原细菌能够大量地吸附和侵入抗病寄主和非寄主根部,非病原细菌也能够大量地吸附和侵入桉树根部,因此这种选择性的生物学意义不大,青枯菌对桉树根表没有表现出明显的识别行为.     

热解温度对玉米芯生物炭碳结构、灰分与吸附四环素的影响

生物炭灰分和碳结构在抗生素吸附过程中的影响尚不明确。本文以玉米芯为原料,在300~800 ℃下热解制备生物炭（CBCs）及除灰分生物炭（CBCs_AW）,研究热解温度对生物炭灰分和碳结构的影响,探究灰分和碳形态与四环素（TC）吸附行为之间的关系。结果表明,随着热解温度升高,生物炭的碳结构由未完全碳化有机质（300 ℃）逐渐转化为石墨碳结构（800 ℃）,吸附实验结果显示CBC800_AW的吸附量最大,证实石墨碳结构是促进TC吸附量增加的重要因素。CBCs_AW对TC吸附量高于CBCs,说明灰分对TC吸附有一定抑制作用。分析TC吸附性能与生物炭理化性质的相关性,结果显示吸附量与生物炭比表面积、孔体积、芳香性和石墨化程度相关性较高,推测TC的主要吸附机理为孔隙填充作用和π-π电子供体-受体相互作用。研究结果可为生物质资源化利用和抗生素污染修复提供科学依据。     

NaHCO3前处理对生物炭性质及其磷吸附能力的影响

为探究NaHCO₃前处理对不同种类生物炭性质及其磷吸附能力的影响,借助元素分析、光电子能谱、孔径分析、扫描电镜等手段对比处理前后秸秆、壳核及其他3类生物炭表面特性和孔结构的差异,基于吸附等温线和Freundlich与Dubinin-Radushkevich模型拟合,探讨生物炭性质控制磷吸附的机理。结果表明：NaHCO₃前处理总体提高了各类生物炭的比表面积和孔体积,增幅分别为2.70%～110.84%和1.42%～123.80%,提高其芳香性(C=C),H/C增幅为5.56%～29.41%,同时降低了极性官能团(C—O和C=O)含量,极性指数[(O+N)/C]降幅为13.18%～46.34%。原始生物炭的磷释放量范围为78.33～568.33 mg·kg^-1,NaHCO₃前处理显著增加各类生物炭对磷的吸附,使其表现出近似的磷吸附能力(Freundlich吸附系数K_F范围为119～254 mg^1-n·Lⁿ·kg^-1)...     

根际效应下镉在土壤中的吸附与解吸

根际微区是联系植物与土壤之间的纽带,控制着重金属等污染物从土壤向植物的迁移.以黑土为研究对象,采用根际箱装置培养根际土壤,研究了不同强度玉米根际效应下,土壤对Cd的吸附与解吸.结果表明,相比于非根际土壤,根际土壤中的可溶性有机碳（DOC）含量显著增加,不同处理下根际土壤DOC含量与根系的干物质重量二者呈显著正相关（P＜0.001）;根际土壤pH显著提高.根际土壤对Cd的吸附量显著高于非根际土壤,且在较高的Cd浓度下这种差异表现的更明显,不同pH下土壤吸附试验表明,根际pH的升高是造成这种现象的主要原因.可以用Freundrich方程来描述Cd离子在根际效应下黑土中的吸附特征.根际土壤的解吸量显著低于非根际土壤,相关分析表明,平均的解吸百分数与根际土壤DOC含量呈显著负相关（P=0.011）,说明根系分泌的可溶性有机物质与Cd离子的络和作用,是导致根际土壤中Cd较难解吸的重要原因.     

植物秸秆纤维素物理化学改性及其吸附机理研究

采用植物秸秆为原料,借助高压蒸汽闪爆技术、稀碱蒸煮等方法得到具有一定α-纤维素含量的秸秆基纤维素,在此基础上进行碱化、醚化和胺基亲核取代反应,制备出对Cu^2＋和Cd^2＋等重金属离子具有优良吸附性能的乙二胺螯合植物秸秆纤维素,并对其吸附机理进行研究。结果表明,用蒸汽闪爆物理方法可以纯化天然植物秸秆纤维素,制备的吸附材料对金属铜离子、镉离子吸附规律基本符合Freundlish等温吸附式,其等温式中lgC系数分别为0.997和1.159。     

有机膨润土对水溶液中甲基对硫磷的吸附特性研究

采用室内增溶性实验及吸附实验,研究了表面活性剂十六烷基三甲基溴化胺(CTMAB)对甲基对硫磷的增溶作用,并进一步研究了甲基对硫磷在硼润土-十六烷基三甲基溴化胺体系中的分配特性。结果表明,CTMAB对膨润土吸附甲基对硫磷有明显的增溶作用,且当CTMAB其浓度大于CMC时,增溶效果显著;在低浓度表面活性剂条件下,膨润土对甲基对硫磷的吸附量随着CTMAB浓度的增加而增加,吸附在膨润土表面的CTMAB并不是作为一个分配体而存在,而是作为一个有效的吸附薄膜;在高浓度表面活性剂条件下,膨润土对甲基对硫磷的吸附量随着表面活性剂浓度的增加而降低。     

干渣吸附处理含磷污水的研究

采用批量平衡法,研究了水体磷浓度、干渣粒径和温度对干渣吸附除磷效果的影响,探讨了干渣对水体中磷素的选择性吸附特征及其饱和吸附磷素后的解吸释磷现象。结果表明,溶液浓度越高,干渣吸附除磷速率越慢,效率越低。磷浓度为6和12mg·L^-1时,作用20h后,除磷效率可达90%。干渣粒径越小,除磷速率越快,效果也越好,磷浓度为12mg·L^-1,吸附平衡后,30、60和100目干渣的除磷效率分别为80%、93%和96%。温度对干渣除磷效果的影响较大,磷浓度为12mg·L^-1,25和35℃时,除磷效率可达95%,但在5℃时,除磷效率仅为75%。干渣能够选择性地吸附去除水体中的磷素,适宜作为除磷吸附剂,处理多种含磷污水。     

有机酸对Cu Pb Cd在土壤表面竞争吸附的影响

选择一种红壤和一种水稻土,研究低分子量有机酸对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在这2种土壤中竞争吸附的影响,并与单一体系中的结果进行比较。结果表明,由于柠檬酸和酒石酸与Cd(Ⅱ)形成络合物的稳定常数较小,2种有机酸对2种土壤中Cd(Ⅱ)的吸附均表现出促进作用,而且这种促进作用随有机酸初始浓度的增加而增大。酒石酸促进了红壤对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附,而且低pH下的促进作用大于高pH下的作用。pH4.2时酒石酸对水稻土吸附Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)有一定的促进作用;在pH5.2时酒石酸使水稻土对Cu(Ⅱ)的吸附量减小,但对Pb的吸附基本无影响。柠檬酸对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附的影响表现为峰形曲线,即吸附量随有机酸浓度的增加而增大,在某一浓度时达最大,然后逐渐减小。在较高浓度和较高pH下,柠檬酸对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附表现出一定程度的抑制作用,特别在水稻土中。由于红壤游离氧化铁的含量比水稻土高得多,有机酸对红壤吸附重金属离子的促进作用大于水稻土中的作用,相反有机酸对水稻土吸附重金属离子的抑制作用大于红壤中的作用。虽然在竞争条件下有机酸对某一重金属离子吸附的促进作用小于单一体系中的,但竞争条件下所有重金属离子吸附增量的总和大于单一体系中单个离子的吸附增量。在柠檬酸体系中,低pH下Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)在单一体系中的吸附量高于竞争体系中的,但在高pH下结果相反,这主要与柠檬酸在不同pH下对重金属离子吸附的影响机理不同有关。