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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。 相似文献
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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。 相似文献
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《林业工程学报》2021,(4)
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含量、比表面积以及表面官能团,以探究洗脱处理对生物炭结构的影响;通过对比洗脱前后生物炭对四环素的吸附去除率和等温吸附研究,以考察洗脱处理对生物炭吸附性能的影响;通过对洗脱液的紫外分光光谱表征,以探究洗脱处理对生物炭表面热解副产物的去除效果。结果表明,洗脱处理后生物炭的碳含量相对减少,含氧官能团含量增加,极性增加;洗脱前后拟合的吸附模型表明,生物炭对四环素的吸附过程主要是多分子层吸附,生物炭吸附四环素的主要吸附机理是π-π堆积作用。此外,相对于灰分的去除,洗脱处理去除具有芳香结构的有机热解副产物才是生物炭吸附性能降低的主要原因。 相似文献
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改性生物炭吸附固定重金属的研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
《绿色科技》2017,(16)
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。 相似文献
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[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... 相似文献
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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。 相似文献
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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。 相似文献
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浅析生物炭对土壤肥力及作物生长的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
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. 相似文献
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木质素的高附加值应用研究进展 总被引：3，自引：0，他引：3
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。 相似文献
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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。 相似文献
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《内蒙古林业调查设计》2017,(4):92-94
在现今酸性土壤改良过程中,生物炭的众多特性使得其拥有良好的前景。文章以近年来的研究成果为事实依据,通过举例说明、对比说明等方法,从生物炭对酸性土壤的PH、养分、结构以及持水能力等方面的改良途径及原理进行阐述及探讨。最后总结生物炭目前存在的争议以及对生物炭未来发展方向,进行了进一步的展望。 相似文献
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基于硫酸根自由基的高级氧化技术在处理水中有机污染物领域受到广泛关注,利用炭材料活化过硫酸盐可解决传统过渡金属/过硫酸盐体系降解污染物过程中的金属离子溢出问题。木基衍生炭是一种天然绿色、成本低廉、制备工艺简单、可持续的非金属炭材料催化剂,并且具有应用于环境修复领域的潜能。木基前驱体经热解后可生成具备发达孔结构和丰富官能团的炭材料,有利于过硫酸盐活化。木基衍生炭具有的丰富孔径结构也为水体中有机污染物的吸附提供了可能。概述了近年来木基衍生炭/过硫酸盐体系在污水处理领域的研究进展,重点介绍了自由基高级氧化技术原理、木基衍生炭材料的制备技术与性能特点以及基于炭材料的自由基高级氧化作用机制和技术特点,同时详细总结了非金属杂原子改性对木基衍生炭材料性质及其活化过硫酸盐能力的影响,归纳分析了木基衍生炭催化剂在水环境处理中的作用机制与应用前景。研究结果也为森林可燃物处理、木材加工剩余物及废弃改性木材的高值化利用提供了新的思路。 相似文献
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木基复合材料具有良好的机械性能和可加工性，是现阶段我国木材科学与技术领域开发和研究的主要对象。首先根据不同的组合形式和应用总结出3种木基复合材料，即木塑复合材料、木基陶瓷材料和木材无机纳米复合材料。同时，梳理了其在生物可降解材料、新型环保材料、新型阻燃材料、生物基热塑性等领域的研究进展，并针对现有木基复合材料制备和应用方面存在的问题，展望其研究趋势和应用前景，旨在为进一步提高木基复合材料的研究提供科学依据。 相似文献
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比较不同炭吸附材料：木炭、竹炭、改性木炭和改性竹炭对溶液中汞（Ⅱ）的吸附性能。研究了pH值、吸附剂用量、吸附平衡时间等因素对吸附量的影响。动力学研究表明：它们对汞（Ⅱ）的吸附均可用准一级动力学方程描述；并测定不同炭对汞（Ⅱ）吸附的表观速率常数。研究表明Freundlich等温吸附模型能较好的描述吸附过程。以中国饮用水标准中汞的限值0．001mg／L为标准，研究一定浓度及一定量含汞废水处理时，所需吸附剂投料量的估算方法和试验验证结果，结果表明：控制合适的吸附条件，竹炭能较完全有效的除去废水中的汞。 相似文献
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《林产化学与工业》2019,(4)
以工业残渣玉米芯木质素(CL)为原料,利用磷酸、氢氧化钾和氯化锌分别对其活化制备木质素基炭材料PA-CL、PH-CL和ZC-CL,并将其应用于废水中重金属Cr(Ⅵ)的吸附。3种活化方法对比分析表明:磷酸活化工艺简单、环保、活化温度低,对Cr(Ⅵ)的吸附效率高于氢氧化钾、氯化锌活化样品。PA-CL在Cr(Ⅵ)初始质量浓度为50 mg/L、50℃、投加量为0.05 g时,吸附5 min,Cr(Ⅵ)去除率可达79.2%,40 min时达到96.5%,吸附效果较好。采用FT-IR、SEM等手段分析PA-CL的结构及形貌,Boehm滴定法测定炭材料表面官能团数量,结果表明:磷酸根基团被引入PA-CL样品表面,使得总酸度由原料木质素的2.54 mmol/g增大到3.20 mmol/g,有利于重金属Cr(Ⅵ)的吸附。PA-CL对Cr(Ⅵ)的吸附符合反应动力学准二级模型方程,平衡吸附量(q_e)为390.625 mg/g,R~2为0.991 0;吸附等温线符合Langmuir模型,不同温度下的R~2均大于0.9,说明PA-CL对Cr(Ⅵ)的吸附为化学吸附过程占主导的单分子层吸附。 相似文献