生物炭的制备及其对Pb(Ⅱ)的吸附特性研究

来源 :华侨大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:asd123123liu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
生物炭作为土壤添加剂不仅能够改善土壤环境,提高粮食产量,捕获温室气体,而且在消减污染物风险方面具有很好的应用前景。本文以有机废弃物水稻秸秆、猪粪、杉树树皮为原料,在300℃、400℃、500℃、600℃下制备生物炭,分别记录为RC300-600、PC300-PC600、WC300-WC600,利用SEM扫描电镜、EDX、红外(FTIR)光谱、Boehm滴定、比表面积及微孔分析等方法对其进行表征,采用经典的批量法研究生物炭在不同平衡时间、pH值、浓度、温度下对溶液中重金属污染物Pb(Ⅱ)的吸附特征,并将相关参数与典型的吸附材料活性炭进行比较,最后考察了生物炭施用对土壤的Pb(Ⅱ)吸附特征的影响,主要结果如下:不同温度下制备的生物炭物理化学性质不尽相同。其中,净产率、表面羧基、酚羟基等含氧官能团含量和丰富程度大小顺序基本为300℃>400℃>500℃>600℃,而灰分、pH值、C/O、N/O、比表面积等参数则为300℃<400℃<500℃<600℃。生物炭在300℃-500℃制备条件下产率较低,且理化性质变化较为明显,相对而言,在500℃-600℃之间制备的生物炭结构和性质比较稳定。不同生物炭的pH值总体表现为RC>PC>WC,除杉树树皮生物炭WC300、WC400外,多数生物炭为碱性。同一制备温度下不同来源的生物炭,净产率大小顺序为WC>RC>PC,比表面积基本是PC最大,RC次之,WC最小,表面官能团总量为PC>WC>RC,表面官能团丰富程度PC>RC>WC,RC和WC含有的孔隙主要以微孔和大孔为主,而PC主要以中孔和大孔为主。与生物炭相比,活性炭含有的表面官能团种类较少,表面官能团含量仅为300℃下制备的生物炭的70%-96%,但是活性炭的微孔、中孔结构更为丰富,BET比表面积和总孔容分别为生物炭的8-460倍和4-330倍。考察了Pb(Ⅱ)在生物炭和活性炭上的吸附特征。发现生物炭和活性炭对Pb(Ⅱ)的吸附动力学特征均符合Lagergren拟二级动力学方程,相关性系数在0.9389以上。生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附量随溶液pH值的升高逐渐增大,RC300、RC400、PC500的最佳吸附pH值为3.5,WC300的最佳pH值为5.5,其余的生物炭为6.5。拟合结果表明:样品AC、RC300、RC400在20℃、25℃、30℃时,WC500、WC600在25、30℃时,PC300、PC400在30℃时的吸附特征比较符合Langmuir等温吸附方程,其余样品的等温吸附数据可以用Freundlich等温吸附方程来描述。比较等温吸附方程拟合的吸附量qm和Kf可知,RC和WC的最佳制备温度为300℃,PC为500℃,各种炭材料吸附量大体呈现AC>RC>PC>WC。利用生物炭WC500作为土壤添加剂,进行Pb(Ⅱ)批量吸附对比实验,结果表明:土壤、WC500、加炭土壤对重金属Pb(Ⅱ)的吸附过程均符合拟二级反应动力学模型。以5%(W/W)的比例添加生物炭后,土壤对Pb(Ⅱ)的吸附域向高pH值移动,此时吸附等温线仍可以用Freundlich等温吸附方程来描述。虽然生物炭的Kf值仅为土壤的41%-59%,但土壤添加生物炭后Kf值增大2%-10%,吸附容量明显增大。进一步的热力学分析表明:20、25、30℃下,Pb(Ⅱ)离子在土壤、加炭土壤上的吸附均是自发的放热反应,吸附为熵减过程。而Pb(Ⅱ)离子在生物炭上的吸附反应是自发的吸热反应,吸附为熵增过程。
其他文献
8月24日上午,中共广东省委党史研究室、广州地区老游击战士联谊会及广州地区老游击战士联谊会东江纵队分会共同编著的《东江纵队图文集》在广州举行了首发式。原中共广州市委
随着我国经济的快速发展,人与自然的矛盾日益凸显,生态环境污染问题层出不穷。城乡一体化和农业现代化进程不断加快,导致农村环境污染问题更加严重,而农村生态文明建设影响小
文冠果生产中一个严重问题是开花多,座果少,故有“千花一果”之说。为合理地提高文冠果的座果率,增加单位面积产量和掌握杂交育种技术,进行花的生物学特性观察和研究是十分
以甘蓝型油菜野油19号的下胚轴和带柄子叶为外植体,研究其下胚轴和带柄子叶在不同浓度激素配比下的分化率及再生频率的变化。该品系的油菜下胚轴和带柄子叶在1.5 mg/L的2,4-D
回 回 产卜爹仇贱回——回 日E回。”。回祖 一回“。回干 肉果幻中 N_。NH lP7-ewwe--一”$ MN。W;- __._——————》 砧叫]们羽 制作:陈恬’#陈川个美食 Back to yield
回 回 产卜爹仇贱回——回 日E回。”。回祖 一回“。回干 肉果幻中 N_。NH lP7-ewwe--一”$ MN。W;- __._——————》 砧叫]们羽 制作:陈恬’#陈川个美食 Back to yield
回 回 产卜爹仇贱回——回 日E回。”。回祖 一回“。回干 肉果幻中 N_。NH lP7-ewwe--一”$ MN。W;- __._——————》 砧叫]们羽 制作:陈恬’#陈川个美食 Back to yield
随着科技、经济的发展,各式各样的产品在丰富和改善人们生活的同时,也会对人们的生命、财产安全带来危害。因此,国内外同时加强了对产品伤害监测系统的建设工作。产品伤害监
作为教育人工智能研究的重要领域,情感计算主要通过挖掘学习情感及其变化过程来提升学习交互体验与优化教学策略。然而,相关研究对情感计算的认识与理解深度还不够,缺乏教育应用的系统分析。鉴于此,本研究通过内容分析法,从理论基础、测量方法、系统开发、应用场景与实践价值等维度对其加以梳理,指出情感计算正加速融合于智能导师系统、在线学习平台、教育游戏等场景,并实现赋能学业预测、学习交互、教学干预与教学评价。未来
极限指的是从数量上描述了变量在无限的变化过程中所表现的变化趋势,在无限变化的过程中对变量变化趋势进行考察研究的思想称为极限思想。对于将要进行考察研究的未知变量,可