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不同部位梧桐生物质炭对水溶液中镉吸附的机理 被引量：5
1
作者 王威振 陈颢明 +4 位作者 闵芳芳 娜扎发提·穆罕麦提江 李辰 张晋华 尹洪斌 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期327-339,共13页
为了探究梧桐不同部位废弃物所制备的生物质炭(皮、枝、叶)对Cd^(2+)的吸附效率和稳定修复的机理,以此为园林废弃物炭化利用在重金属污染修复方面的应用提供科学依据.利用实验室模拟法,通过高温煅烧法制备梧桐不同部位生物质炭,采用元... 为了探究梧桐不同部位废弃物所制备的生物质炭(皮、枝、叶)对Cd^(2+)的吸附效率和稳定修复的机理,以此为园林废弃物炭化利用在重金属污染修复方面的应用提供科学依据.利用实验室模拟法,通过高温煅烧法制备梧桐不同部位生物质炭,采用元素分析仪、比表面积及孔隙分析(BET)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜/能谱(SEM/EDS)及衰减全反射红外光谱(ATR-IR)等技术研究不同反应时间、重金属浓度和溶液初始pH条件下生物质炭对Cd^(2+)吸附效果的影响,并运用四步萃取法和脱附实验分析生物质炭上Cd^(2+)的吸附形态和稳定性.3种生物质炭都在8 h左右达到吸附平衡,最终吸附量依次为树皮炭>枝条炭>叶片炭;溶液初始浓度为0.5—2 g·L^(-1)时Cd^(2+)的吸附量呈增长趋势,在2.5—3g·L^(-1)时逐渐平缓;生物质炭Cd^(2+)吸附量均随着pH的升高而升高,但在pH值为5—8时,吸附的趋势逐渐平稳;树皮炭的酸溶态和非生物利用态的稳定Cd形态要高于枝条炭和叶片炭;比表面积不是影响梧桐生物质炭吸附Cd^(2+)的主要影响因素,吸附动力学,ATR,XRD和重金属形态萃取均证实Cd碳酸盐类矿物生成是主导吸附机理;3种生物质炭的脱附量在4 h后逐渐趋于平衡,其中脱附量最大为叶片炭,最小为树皮炭.梧桐不同部位的初始性质对生物质炭吸附Cd^(2+)具有明显的影响,其中梧桐皮具备更高的吸附量和重金属稳定形态,并且相比其他种类生物质炭有明显优势.因此,从吸附效果和生产成本的角度,本研究建议以梧桐皮为主,枝条和叶片为辅的生物质炭对重金属Cd进行修复治理. 展开更多
关键词 梧桐废弃物 生物质炭 水体 镉 吸附
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富磷生物炭协助溶磷细菌对Cu的修复机制 被引量：2
2
作者 李辰 陈颢明 +5 位作者 胡亦舒 赖韦唯 卢雨琦 娜扎发提·穆罕麦提江 闵芳芳 李真 《生物加工过程》 CAS 2022年第6期658-664,共7页
为了探究生物炭如何协助溶磷细菌对Cu的修复,本研究选择以污泥为原料生产的微酸性富磷生物炭(SB)和溶磷细菌(PSB),通过测定生物炭的理化特性、微生物形貌和重金属含量,研究了生物炭强化PSB对水体中Cu^(2+)(1000 mg/L)的修复机制。结果表... 为了探究生物炭如何协助溶磷细菌对Cu的修复,本研究选择以污泥为原料生产的微酸性富磷生物炭(SB)和溶磷细菌(PSB),通过测定生物炭的理化特性、微生物形貌和重金属含量,研究了生物炭强化PSB对水体中Cu^(2+)(1000 mg/L)的修复机制。结果表明,PSB对Cu^(2+)的去除率较低,SB协助后,二者联合对Cu^(2+)的去除效果比PSB/SB单独处理的提升1~120倍。衰减全反射(ATR)、X线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)结果表明SB表面有稳定的碳酸盐和磷酸盐矿物形成。在Cu^(2+)胁迫下,X线光电子能谱(XPS)结果表明,PSB中的Cu^(+)占62.7%;但在SB协助下,PSB中的Cu^(+)占比降至43.55%,而Cu^(2+)显著增至56.45%。电化学结果发现,PSB+Cu上Cu还原电位十分明显,而SB+PSB+Cu同时具备氧化和还原2种电位,进一步证实生物炭联合微生物提高二者的氧化性能。生物炭丰富的孔隙和表面可以藏匿PSB和固定Cu^(2+),而生物炭能够通过自身氧化性能和提高微生物生物性能,将Cu^(+)转化为Cu^(2+),从而降低Cu^(2+)转化为Cu^(+)所带来的毒性。因此,富磷生物炭可以成为溶磷细菌修复重金属污染的优秀反应平台。 展开更多
关键词 生物炭 溶磷细菌 重金属胁迫 矿物形成 价态变化 生物修复
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不同类型生物炭对水体中微塑料的吸附性能 被引量：2
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作者 娜扎发提•穆罕麦提江 陈颢明 +3 位作者 闵芳芳 李辰 刘世宁 陈元涛 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期3368-3378,共11页
微塑料自生的毒性和富集作用会极大地危害生物健康.不同原材料,生物炭结构组成不同,吸附特性也不一样.探究不同类型生物炭对微塑料的吸附性能及吸附机理,有助于为生物炭吸附去除水体中微塑料的材料选择提供理论依据.本研究使用3种有机... 微塑料自生的毒性和富集作用会极大地危害生物健康.不同原材料,生物炭结构组成不同,吸附特性也不一样.探究不同类型生物炭对微塑料的吸附性能及吸附机理,有助于为生物炭吸附去除水体中微塑料的材料选择提供理论依据.本研究使用3种有机废弃物制备成的生物炭(污泥炭,秸秆炭,梧桐皮炭)对微塑料PET(6.5μm)进行吸附试验,通过比表面积和孔径分析、衰减全反射红外光谱、拉曼光谱、湿筛法-热重联用分析法多种技术手段分别定性和定量研究不同反应时间、不同Cl-浓度和溶液初始pH对生物炭吸附微塑料的影响.研究结果证实生物炭上存在明显的微塑料,吸附动力学研究表明准一级方程能更好的描述生物炭对微塑料的吸附过程,证明3种生物炭对于微塑料的吸附以物理吸附为主,吸附分别在5-10 h时达到平衡. 3种生物炭吸附能力大小为梧桐皮炭=污泥炭>秸秆炭.生物炭对微塑料的吸附量均随着pH的升高先升高(pH3-7)后降低(pH7-11).此外,Cl-浓度对生物炭吸附微塑料影响较小.随着微塑料浓度提升,3种生物炭吸附微塑料的量均有提高.生物炭的平均孔径和比表面积是影响其吸附微塑料的主要原因.另外,本研究创新的湿筛-热重联用分析法由于减少了实验过程中破碎生物炭的影响,比热重分析法更加准确定量检测微塑料. 展开更多
关键词 生物炭 微塑料 湿筛法 热重分析 物理吸附
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