不同热解温度制备柚子皮生物炭对Pb（Ⅱ）的吸附机理

选择废弃物柚子皮为原料,在氮气氛、不同温度(350、450、550、650℃)条件下热解制备生物炭(编号分别为PPBC350、PPBC450、PPBC550、PPBC650),研究各生物炭样品对水溶液中Pb2+的吸附行为,并运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及Fourier变换红外光谱(FT-IR)等技术对吸附Pb2+前后生物炭样品的微观形貌、化学成分等进行表征。结果表明:PPBC350对Pb2+吸附包括离子交换与络合作用;PPBC450及PPBC550对Pb2+的吸附机理相同,包括离子交换、络合作用及沉淀吸附,而PPBC650对Pb2+的吸附机理则主要为沉淀吸附。等温吸附与吸附动力学实验结果表明:PPBC350对Pb2+的吸附过程符合Langmuir模型与准二阶动力学模型,吸附过程发生在生物炭表层,以化学吸附为主。结合实验结果分析,PPBC350对Pb2+有最优的吸附效果,适宜作为重金属Pb2+的吸附剂使用。     

热解温度对畜禽粪便制备的生物质炭性质的影响

以猪粪和鸡粪为原料,研究了热解温度(200~700 ℃)对生物质炭物理和化学性质的影响.结果表明,生物质炭的得率随着热解温度的升高逐渐降低,猪粪生物质炭的得率较鸡粪高;猪粪和鸡粪生物质炭的灰分含量分别为41.2%~70.6%和20.3%~48.1%.生物质炭均为中性或碱性,300~700 ℃热解所制备的生物质炭的pH值不仅与灰分含量有关,还可能与Ca含量密切相关.红外光谱表明,低温热解条件下（≤300 ℃）生物质炭中的含氧官能团与原材料相比无明显变化;但是当热解温度高于400 ℃时,生物质炭中的含氧官能团明显减少.生物质炭中的矿质元素含量均随着热解温度的升高而增大,猪粪生物质炭的富集倍数平均为1.04~1.65,鸡粪生物质炭为1.08~2.26.此外,猪粪K、Cu、Zn的挥发损失较鸡粪少,300~700 ℃热解鸡粪中K的挥发损失达30%;700 ℃热解,鸡粪Cu、Zn挥发损失达14.02%和21.70%.这些结果为畜禽固废制备生物质炭提供了重要的参考依据,为畜禽固废的资源化利用提供了新的思路.     

巨藻生物炭的制备及其去除水体中菲的应用（英文）

为了研究去除水溶液中菲(Phe),选择4种大型海藻麒麟菜、龙须菜、海带、浒苔在不同温度(300、500和700℃)下制备生物炭,并对其进行结构表征,包括元素分析、比表面积测试法(BET)、热重仪(TG)、扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析,以比较4种巨藻生物炭之间的差异.结果表明,麒麟菜生物炭(EBC500)具有最高的比表面积(271.51 m²·g^-1),对Phe的去除率为96.36%.动力学模型拟合表明,EBC500的吸附由化学和物理吸附以及颗粒内扩散共同决定.使用Langmuir和Freundlich方程对EBC500进行拟合,拟合的R²值大于0.93. EBC500同时表现出单层和多层的吸附作用,并且其再生实验表明, Phe去除率高于98%.     

污泥基吸附剂对亚甲基蓝和环丙沙星的吸附性能研究

亚甲基蓝和环丙沙星是水体中2种污染物, 对生态环境有潜在危害. 本文以市政剩余活性污泥为原料, 氯化锌为活化剂热解制备污泥基吸附剂, 研究盐酸酸洗浓度、氯化锌浓度、热解温度、热解时间等对污泥基吸附剂吸附水中亚甲基蓝和环丙沙星性能的影响. 结果表明 (1)污泥基吸附剂对亚甲基蓝的吸附性能随盐酸酸洗浓度的增大而增加, 对环丙沙星的吸附性能则随盐酸酸洗浓度的增大呈先降后增趋势, 两者均在1.500mol·L-1盐酸浓度下取得最优值. (2)污泥基吸附剂对亚甲基蓝和环丙沙星的吸附性能随氯化锌浓度和热解温度的增加呈先升后降趋势, 在氯化锌浓度为4.0mol·L-1、热解温度为500℃时有最优值; 随着热解时间的延长, 污泥基吸附剂对亚甲基蓝和环丙沙星的吸附性能分别在500℃热解70min和80min时有最优值. (3)污泥基吸附剂的最佳制备条件为 氯化锌4.0mol·L-1活化2h、500℃热解70min和80min、1.500mol·L-1盐酸酸洗; 以此制得的污泥基吸附剂对亚甲基蓝和环丙沙星的去除率分别为97.7%和96.4%, 平衡吸附量分别为97.9mg·g-1和3.9mg·g-1, 且污泥基吸附剂对亚甲基蓝和环丙沙星的吸附过程均符合准二级动力学方程.     

生物炭对土壤溶出水相镉的脱除

以甘蔗渣为原料,通过热解制备生物炭基材,进一步通过负载磁性Fe_3O_4赋予材料磁性,获取磁性多孔吸附剂材料MBC。研究了其对土壤溶出水相Cd~(2+)的吸附脱除作用。通过批量吸附实验考察了体系pH值、吸附时间、温度等因素对吸附过程的影响,获取了最佳吸附条件。通过分析吸附数据,证实其对Cd~(2+)的吸附行为符合准二级动力学,且吸附过程符合Langmuir吸附模型。MBC对Cd~(2+)的吸附容量为73.37 mg·g~(-1)。经热力学计算,该吸附过程是一个吸热过程,温度的升高有利于Cd~(2+)吸附。此外,该吸附剂材料具备良好的磁性,可经由外加磁场的方式对吸附剂材料进行快速且方便的回收。     

瞬时加热法制备橡胶活性炭及其性能

以废旧轮胎炼油过程中产生的轮胎热解渣为原料制备炭吸附材料，采用瞬时加热法和KOH活化法制备活性炭。首先利用正交实验对材料制备最佳条件进行了探讨，所制备材料通过了氮气吸附等温曲线、SEM、FT-IR以及重金属Zn、Cu、Cr、Cd含量进行了表征，同时测试了材料去除水中亚甲基蓝的能力，通过包括平衡、动力学方面的研究，解释了材料对亚甲基蓝的吸附机理。结果显示，经过处理后轮胎橡胶热解渣对氮气的吸附等温曲线趋向Ⅳ型，中微孔孔隙增加，比表面积为149.21 m²·g^-1,比表面积增加2倍以上，重金属Cu、Cr、Cd浸出含量较低。吸附过程符合一级动力学方程和Langmuir模型，对亚甲基蓝的吸附随初始浓度的增加而吸附容量也不断增加，最大可达98.81 mg·g^-1,吸附过程呈现单分子层物理吸附趋势。该结果为废旧轮胎热解渣的资源化处理提供了新的思路。     

城市生活垃圾典型组分单一及混合热解特性研究

热解技术是一种前景较好的城市生活垃圾资源化处理技术. 本研究对6种城市生活垃圾(木屑、纸张、米饭、菜叶、棉线和聚酯线)进行单一和混合组分热解, 探究温度对热解过程和产物炭性质的影响以及各组分之间的相互作用. 结果表明: (1)单一和混合组分热解的固体产率随温度升高逐渐降低, 气液产率则相反; (2)单一组分热解固体产物的灰分含量随温度升高先升后降, 在500~600℃时取得最大值, 挥发分随温度升高不断降低, 固定碳不断升高; (3)共热解时, 不同组分之间相互影响, 一种组分的热解受所加组分的影响, 表现出促进或抑制热解效果.     

外源DOM对湿地土壤吸附重金属Pb2+、Cd2+的影响

为了解溶解性有机质（DOM）对湿地土壤重金属的吸附特征,采用批量平衡法,结合紫外-可见吸收光谱技术,探究了两种外源DOM（苔草DOM和腐殖酸HA）对湿地土壤吸附Pb2+、Cd2+的影响。结果表明:HA的紫外吸收强度明显大于苔草DOM,且HA分子量、腐殖化程度、芳香性、疏水性组分及芳环上含氧官能团含量均大于苔草DOM。在HA作用下湿地土壤对Pb2+、Cd2+均可在8h达到吸附动态平衡,但吸附过程存在差异。不同外源DOM对湿地土壤吸附重金属效果不同,苔草DOM浓度越高对湿地土壤吸附Pb2+的促进作用越明显;HA对湿地土壤吸附高浓度Pb2+(600 mg·L-1)总体表现为促进作用,当HA浓度增大到500 mg·L-1时则与Pb2+产生竞争,对低浓度Pb2+(30 mg·L-1)表现为抑制作用。当苔草DOM添加浓度高于500 mg·L-1时,对湿地土壤吸附Cd2+表现出促进作用;HA对湿地土壤吸附Cd2+表现为促进作用且在浓度为250 mg·L-1时促进效果最佳。     

受污染水稻秸秆热解产物中镉含量及溶出性研究

以镉污染土种植水稻秸秆为原料, 通过500℃不同时间(10~720min)处理制备秸秆热解产物(生物炭和秸秆灰), 测定产物中镉的含量及其溶出性. 结果表明, 水稻秸秆经热解处理后挥发镉总量的29.6%~48.4%; 样品产率随热解时间的增加而下降; 单位质量生物炭和秸秆灰中镉含量为2.35~7.05mg·kg-1和15.0~16.4mg·kg-1, 分别是水稻秸秆中镉含量(0.948mg·kg-1)的2.5~7.4倍和15.8~17.3倍; 通过不同提取剂得到镉溶出率由低到高依次为0%~43.2%(采用0.01mol·L-1 CaCl2提取)、0%~44.3%(采用Toxicity Characteristic Leaching Procedure提取)、28.8%~58.8%(采用1mol·L-1 pH5.0乙酸-乙酸钠单次提取)、35.1%~98.4%(采用1mol·L-1 pH5.0乙酸-乙酸钠连续4次提取); 随着热处理时间的延长, 样品中镉溶出率逐渐降低; 由于热解过程中镉的挥发和形态转变, 水稻秸秆转变为生物炭和秸秆灰后镉的可溶出总量(采用1mol·L-1 pH5.0乙酸-乙酸钠连续4次提取)由0.933mg·kg-1降至0.223~0.384mg·kg-1, 表明受镉污染的水稻秸秆热解转化为生物炭和秸秆灰可以有效缓解镉潜在的溶出风险.     

污泥基陶土对水中Pb2+、Cd2+、Ni2+、Cr3+离子的吸附性能研究

利用污水厂污泥、河道淤泥、粉煤灰和加拿大一枝黄花等废弃物为主要原料, 制备出一种污泥基陶土(SBPC), 研究了其对Pb2+、Cd2+、Ni2+、Cr3+ 4种重金属混合溶液的吸附效果, 并以Cr3+为例研究其吸附机理. 结果表明, 在低浓度重金属混合溶液中, SBPC对Cr、Pb的去除率可达90%以上, 而对Cd、Ni的去除率低于15%; 在单一重金属铬溶液中, SBPC对Cr3+的最大吸附量为4.32mg?g-1, 其吸附等温线符合Freundlich模型; 吸附机理主要包括表面沉降、阳离子置换、取代反应、Cr3+水解以及静电吸附.     

KCaA型分子筛制备及其对CO2吸附性能的研究

采用离子交换法,在CaA型分子筛中加入氯化钾水溶液,并搅拌一定时间,将功能K+引入到CaA型分子筛结构中,以调控CaA型分子筛的孔径和增加它的吸附活性位点.考察了离子交换时间和气体吸附压力等条件对制备的KCaA型分子筛的结构、形貌和CO2吸附性能的影响.通过X射线衍射、扫描电子显微镜和CO2吸附等温线等表征手段,结果发现:获得的KCaA型分子筛具有与CaA型分子筛相同的结构与形貌;增大气体吸附压力,分子筛对CO2的吸附量增大;但随着离子交换时间的增长,分子筛对CO2的吸附能力先增大后减小;在室温及1bar气压下对CO2气体的吸附性能比原CaA型分子筛提高了26.7%.     

不同方法制备Lu2O3：Eu荧光粉体的研究

研究了采用硝酸镥与硝酸铕混合溶液共沉淀法制备Lu2O3：Eu粉体,并对比不同沉淀剂及滴加方式对粉体颗粒形貌及尺寸的影响.通过对沉淀先驱物在600℃和1200℃温度下焙烧前后的DTA/TG与XRD测试分析发现：草酸沉淀先驱物在600℃焙烧失去结晶水,并在1200℃完全转化为Lu2O3.从所制备粉体的光谱中检测到265nm和300nm吸收峰和613nm与626nm荧光发射峰.经对比发现,采用氨水反向滴加制备的粉体颗粒最细小均匀,平均尺寸约为50nm.     

催化热解C2H2制备螺旋形碳晶须

以Ni粉为催化剂，在高温下催化热解乙炔(C2H2)，制备出了螺旋形碳晶须材料．实验结果表明：催化热解乙炔(C2H2)制备螺旋形碳晶须的最佳温度范围为450～600℃，恒温时间为60～70min，气体流量比分别为ρ(C2H2)：ρ(Ar)=7：6，ρ(C2H2)：ρ(Ar)=25：3及ρ(C2H2)：ρ(Ar)：ρ(H2)=3：4：7．经透射电镜、扫描电镜、X射线衍射仪分析表明，螺旋形碳晶须的螺径为130～1000nm，螺距为100～350nm，晶须直径在100nm左右，晶须长度达几百微米．在加入氢气的情况下，出现了少量的直径在500nm左右的管状碳晶须．将螺旋形碳晶须放入Ar气中，850℃温度下经历1h，成分结构未变，结晶性更好．     

富硫石墨烯碳负载层状双金属氧化物对Cd2+和Cr3+的去除

采用“前驱体-煅烧”策略制备了一种新型富硫石墨烯碳负载层状双金属氧化物(G/S-LDO),应用于Cd²⁺和Cr³⁺吸附。借助不同影响因素(pH、不同浓度、不同反应时间)实验，结合X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM),探究G/S-LDO对Cd²⁺和Cr³⁺去除能力及去除机制。结果表明：在pH=3～6范围内，G/S-LDO对Cd²⁺和Cr³⁺几乎不受pH影响。G/S-LDO对Cd²⁺和Cr³⁺吸附过程均符合Langmuir模型和准二级动力学模型，最大吸附量分别为473.00和99.76 mg·g^-1。XRD、FT-IR和SEM分析表明G/S-LDO对Cd²⁺去除主要依靠与S掺杂石墨烯类碳作用形成亚硫化物，而和Cr³⁺的去除主要与LDO水化释放的OH-作用生成CrO(OH)沉淀。     

N掺杂多孔生物炭材料的制备及电Fenton法降解染料X3B

以花生壳为原料,采用水热炭化和ZnCl_2熔盐活化法制备了一种新型N掺杂多孔生物炭材料。性能测试结果显示:熔盐活化法制备的生物炭比表面积(最大950 m2/g)均远大于未经活化的生物炭比表面积(307 m~2/g);花生壳生物炭中存在吡啶-N和石墨-N。水热炭与ZnCl_2质量比为1∶3时制得的材料表现出良好的电化学性能,最高H_2O_2产率为1.3 mmol/L,相应的电流效率为43.5%,在染料X3B降解过程中反应动力学常数是未经活化炭材料的1.4倍,反应15 min后X3B去除率达到95%。     

废旧亚麻布制备碳纤维材料及其超级电容器性能

以废旧亚麻布为前驱体,通过在250℃预氧化1h、700℃高温热解碳化2h制备具有电化学活性的亚麻基碳纤维材料.实验结果表明,制得的亚麻基碳纤维保持了较完整的纤维状结构,产率为19.4%;比表面积为737.8m2·g-1,孔容积为0.41cm3·g-1.该碳纤维材料制成超级电容器电极材料,表现出准电化学电容行为,在电流密度为0.25A·g-1时,比电容达到最大值185F·g-1.     

金属Mn~(2+)在烟草上的吸附性能

采用静态法,研究了Mn2+在烟草上的吸附及其解吸附性能,探讨了pH值对吸附的影响,测定了在不同温度、浓度下的吸附速率曲线和吸附等温线。结果表明,烟草对Mn2+的吸附速率快,吸附热效应高,pH值对吸附有较大的影响;吸附动力学过程可由lagergren一级动力学模式较好地描述;吸附等温模型符合Langmuir和Temkin等温吸附机理,在低浓度范围内吸附量与平衡浓度呈直线关系。     

硫酸根对钙基层状双金属氢氧化物去除SDS的影响

利用铝酸三钙（C3A）水化合成钙基层状双金属氢氧化物（CaAl-LDH-Cl）。通过静态吸附实验考察不同十二烷基硫酸钠（sodium dodecyl sulphate,简称SDS）初始浓度下,CaAl-LDH-Cl在SDS体系、SDS-SO42-共存体系中对SDS的吸附效果,并结合XRD、FTIR、SEM和TG等测试手段探究硫酸根对CaAl-LDH-Cl去除SDS的影响机制。结果表明:SDS-SO42-共存体系中CaAl-LDH-Cl对SDS的吸附量(4.65mmol·g-1)明显高于SDS体系吸附量(3.42mmol·g-1);两种体系中CaAl-LDH-Cl吸附SDS的行为均符合Langmuir模型,属于单分子层吸附;硫酸根促进CaAl-LDH-Cl去除SDS的机理:（1）CaAl-LDH-Cl自溶解产生的Ca2+与SDS生成Ca-SDS沉淀,以及SO42-通过离子交换作用生成的CaAl-LDH-SO4,均增加了产物的层间距,提高CaAl-LDH-Cl对SDS的吸附量;（2）SO42-的存在有利于SDS胶束形成,促进了CaAl-LDH-Cl对SDS的吸附。     

纳米累托石-TiO2光催化剂的制备及表征

以TiCl4和累托石为主要原料，制备出纳米累托石-TiO2粉末，并用X-衍射、透射电镜等对其进行表征．结果表明：纳米累托石-TiO2粉末平均直径为17．5nm当焙烧温度从500℃升至800℃时，累托石-TiO2粉末的比表面积从65．7m^2／g下降至3．3m^2／g，单位质量吸附剂的孔体积从0．1430cm。／u降到0．0213cm^3／g；当焙烧温度从300℃上升至500℃时，孔径变化不大，属中孔范围；当焙烧温度升至800℃时，一些孔道出现坍塌，不利于纳米累托石-TiO2粉末的光催化活性．     

铜改性分子筛的低温NH3SCR性能研究

采用浸渍法制备了Cu ZSM 5、Cu beta、Cu USY和Cu SAPO 34四种铜改性分子筛催化剂,并评价了各个催化剂的NH3选择性催化还原（NH3 SCR）性能,同时通过X射线衍射(XRD)、H2程序升温还原(H2 TPR)、CO吸附红外(CO DRIFTS)、原位红外(In situ FTIR)等实验技术研究了不同Cu zeolite催化剂的物理化学性质及其对NH3 SCR性能的影响．结果表明,Cu ZSM 5和Cu beta在150 ℃时NO转化率可达到80%左右,表现出优异的低温活性,并且催化剂的温度窗口很宽,在170～400 ℃内都能够将NO完全转化．这很可能与这2种催化剂拥有较低的起始还原温度和较高的Cu+物种含量有关．原位红外研究表明,NH3先吸附在催化剂表面的Lewis酸位（Cu n+位）和Brnsted酸位上,进而参与SCR反应,且吸附在Lewis酸位上的NH3物种有更高的低温NH3SCR活性．