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改性生物炭的吸附作用及其对土壤硝态氮和有效磷淋失的影响 被引量:61
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作者 李际会 吕国华 +3 位作者 白文波 国金义 宋吉青 张庆忠 《中国农业气象》 CSCD 北大核心 2012年第2期220-225,共6页
在实验室通过生物炭与FeCl3的不同配比确定了生物炭的最佳改性条件,并利用土柱模拟试验,研究改性生物炭对土壤硝态氮和有效磷淋失的影响。结果表明,Fe3+与生物炭质量比为0.7是最佳改性条件,改性作用大大增强了生物炭吸附硝态氮和有效磷... 在实验室通过生物炭与FeCl3的不同配比确定了生物炭的最佳改性条件,并利用土柱模拟试验,研究改性生物炭对土壤硝态氮和有效磷淋失的影响。结果表明,Fe3+与生物炭质量比为0.7是最佳改性条件,改性作用大大增强了生物炭吸附硝态氮和有效磷的能力。在含N量为50mg.L-1的KNO3和含P量为50mg.L-1的KH2PO4溶液中,最佳改性炭的吸附量分别比改性前提高了12倍和66倍,氮和磷的理论最大吸附量分别为2.47mg.g-1和16.58mg.g-1。土壤中添加最佳改性炭能够延缓并减少硝态氮和有效磷的淋失,添加量为2.5%、5%和10%与不添加任何物质的对照相比,硝态氮的淋失量分别显著降低20%、43%和59%(P<0.05),有效磷的淋失量分别显著降低45%、59%和75%(P<0.05),表明土壤中添加改性生物炭能够有效降低土壤硝态氮和有效磷的淋失风险。 展开更多
关键词 改性生物炭 硝态氮 有效磷 淋失
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铁改性生物炭促进土壤砷形态转化抑制植物砷吸收 被引量:43
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作者 董双快 徐万里 +3 位作者 吴福飞 闫翠侠 李典鹏 贾宏涛 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第15期204-212,共9页
通过盆栽试验研究了不同砷污染水平(10、20、40和80 mg/kg)下,添加不同量(10、20和40 g/kg)改性前后的生物炭对土壤砷形态及植物吸收砷规律的影响。该文以棉花秸秆生物炭及改性生物炭(棉花秸秆生物炭与Fe Cl3·6H2O按质量比为2... 通过盆栽试验研究了不同砷污染水平(10、20、40和80 mg/kg)下,添加不同量(10、20和40 g/kg)改性前后的生物炭对土壤砷形态及植物吸收砷规律的影响。该文以棉花秸秆生物炭及改性生物炭(棉花秸秆生物炭与Fe Cl3·6H2O按质量比为20∶1)为试材,小白菜为供试植物。结果表明:生物炭(10~40 g/kg)和改性生物炭(10 g/kg)能促进小白菜的生长,在添加量分别为20和10 g/kg时生物量最大,其最大值分别为8.26和6.68 g/盆,改性生物炭在添加量为10 g/kg时高于对照组和等量未改性生物炭处理组。在砷质量分数为10和20 mg/kg的基础上,添加生物炭(10~40 g/kg)后,土壤中砷主要以残渣态形式存在;水溶态砷分别增加了0.22%~3.36%和0.96%~3.70%;改性生物炭添加对土壤砷质量分数为10 mg/kg时水溶态砷无明显影响,土壤砷质量分数为20 mg/kg时,添加改性生物炭(10~40 g/kg)后水溶态砷减少了0.12%~0.58%。在高浓度(40和80 mg/kg)砷土壤中,水溶态砷含量随着土壤中砷含量的增加而增大;添加生物炭(10~40 g/kg)后,土壤中水溶态砷分别增加了0.21%~1.56%和2.11%~8.94%,但砷主要以铝形砷形式存在,残渣态砷次之。各处理组小白菜可食部分和根部砷质量分数在添加10~40 g/kg生物炭后的变化规律不尽相同,等量的改性生物炭添加后,可食部分由18.28 mg/kg显著降低至2.66 mg/kg(P〈0.05),根部从133.99 mg/kg显著降低至20.21 mg/kg(P〈0.05)。改性生物炭与未改性生物炭相比,改性生物炭能降低土壤中水溶态砷的含量及对小白菜吸收砷有显著的抑制作用。因此,该研究可为改性生物炭在含砷土壤的修复应用中提供数据支撑与理论基础。 展开更多
关键词 重金属 土壤 污染 改性生物炭 砷形态 小白菜
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改性玉米芯生物炭对废水中铜和氨氮的吸附 被引量:35
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作者 王旭峰 郑立安 +3 位作者 刘毛 乐盼 杨开 王弘宇 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期37-41,共5页
用KMnO_4改性玉米芯生物炭,并用改性生物炭吸附水中的Cu^(2+)和氨氮。结果表明:改性后,生物炭中的—OH基团数量增多且其表面有新生态MnO_2生成,吸附能力增强;生物炭吸附Cu^(2+)、氨氮的最佳pH为7;共存Na^+不影响生物炭对Cu^(2+)的吸附,... 用KMnO_4改性玉米芯生物炭,并用改性生物炭吸附水中的Cu^(2+)和氨氮。结果表明:改性后,生物炭中的—OH基团数量增多且其表面有新生态MnO_2生成,吸附能力增强;生物炭吸附Cu^(2+)、氨氮的最佳pH为7;共存Na^+不影响生物炭对Cu^(2+)的吸附,但显著影响对氨氮的吸附。生物炭对Cu^(2+)、氨氮的吸附分别遵循准二级、一级动力学模型。Freundlich模型能更好地模拟生物炭对Cu^(2+)的吸附行为,Langmuir模型能更好地模拟生物炭对氨氮的吸附行为。 展开更多
关键词 改性生物炭 吸附 CU2+ 氨氮 动力学 等温模型
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改性生物炭对玉米生长发育、养分吸收和土壤理化性状的影响 被引量:32
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作者 郭大勇 商东耀 +2 位作者 王旭刚 常会庆 林帆 《河南农业科学》 CSCD 北大核心 2017年第2期22-27,共6页
为明确生物炭和改性生物炭在碱性低肥力土壤上的改良培肥效果,采用温室盆栽试验的方法研究了不同施用水平[0(CK)、0.5%、1%、2%]生物炭和酸洗处理改性生物炭对玉米生长发育、养分吸收和土壤理化性状的影响。结果表明:相较于CK,改性生物... 为明确生物炭和改性生物炭在碱性低肥力土壤上的改良培肥效果,采用温室盆栽试验的方法研究了不同施用水平[0(CK)、0.5%、1%、2%]生物炭和酸洗处理改性生物炭对玉米生长发育、养分吸收和土壤理化性状的影响。结果表明:相较于CK,改性生物炭促进了玉米的地上部和根系干物质积累,同时显著增加了植株株高和叶面积,其中以2%施用水平表现最佳,其地上部干质量、根系干质量、株高、叶面积较CK分别提高了31.0%、61.7%、35.1%、48.2%;生物炭各施用水平处理玉米的地上部干质量和株高均显著下降,其中,1%和2%施用水平地上部干质量仅为CK的26.9%和29.2%。改性生物炭2%施用水平显著增加了玉米地上部氮、磷、钾养分吸收量,而生物炭处理地上部和根系的氮、磷、钾养分吸收量均出现不同程度地下降。2种生物炭类型均显著增加了土壤有机质含量;1%、2%生物炭处理土壤p H值分别显著增加了0.25、0.28个单位,改性生物炭2%施用水平增幅最高也仅0.10个单位。在低肥力碱性土壤中施用生物炭建议采用酸洗改性处理,以避免生物炭对作物生长发育可能存在的负面影响,且改性后的生物炭施用量以2%为宜。 展开更多
关键词 生物炭 改性生物炭 玉米 养分吸收 土壤理化性状
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改性生物炭的制备及其在环境修复中的应用 被引量:28
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作者 张倩茹 冀琳宇 +2 位作者 高程程 吕宏虹 YONG Sik-Ok 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期913-925,共13页
生物炭具有较大的孔隙度和比表面积,吸附能力强,在环境污染修复、土壤改良和固碳方面应用广泛。由于高温热解过程会使生物炭官能团数量减少而降低其对某些特定污染物的吸附性能,同时,由于原始生物炭存在固液分离难的问题,通过改性生物... 生物炭具有较大的孔隙度和比表面积,吸附能力强,在环境污染修复、土壤改良和固碳方面应用广泛。由于高温热解过程会使生物炭官能团数量减少而降低其对某些特定污染物的吸附性能,同时,由于原始生物炭存在固液分离难的问题,通过改性生物炭提高其理化性质,并应用于环境修复受到了学术界和工业界的广泛关注。然而,目前针对改性生物炭的制备及其在土壤和水体修复中的应用综述较少。本文对近年来有关改性生物炭的文献进行了系统分析,总结生物炭的改性方法,简要阐述改性生物炭在环境(土壤和水体)污染修复中的应用,并深入探讨了磁性生物炭作为吸附剂和催化剂在水污染处理中的应用现状,最后对改性生物炭的研究方向提出了展望。 展开更多
关键词 改性生物炭 磁性生物炭 制备 土壤修复 废水处理
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改性生物炭对弱碱性Cd污染土壤钝化修复效应和土壤环境质量的影响 被引量:29
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作者 孙彤 李可 +3 位作者 付宇童 马文艳 谢厦 孙约兵 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期2571-2580,共10页
通过大田示范试验,研究了钙基改性生物炭对弱碱性Cd污染土壤的钝化修复效应及对土壤理化性质、团聚体结构、土壤酶活性和玉米体内Cd累积特征的影响.结果表明,向弱碱性土壤中添加改性生物炭提高了土壤pH值、有效态阳离子交换量和有机质含... 通过大田示范试验,研究了钙基改性生物炭对弱碱性Cd污染土壤的钝化修复效应及对土壤理化性质、团聚体结构、土壤酶活性和玉米体内Cd累积特征的影响.结果表明,向弱碱性土壤中添加改性生物炭提高了土壤pH值、有效态阳离子交换量和有机质含量.与对照相比,添加钙基改性生物炭后土壤有效态Cd(DTPA-Cd)含量的降幅达到12.0%~30.2%,且Cd赋存形态由活性较高的可交换态和可还原态向更稳定的残渣态转变.改性生物炭的施加明显降低了Cd在植物体内富集的风险,玉米根、茎、叶和籽粒中Cd含量明显受到抑制,3种玉米品种籽粒中Cd含量较对照分别下降了52.65%~72.56%(郑单958)、37.54%~50.80%(蠡玉16)和23.60%~51.20%(三北218).添加改性生物炭在一定程度上改善了土壤环境质量,土壤过氧化氢酶、脲酶和碱性磷酸酶活性随着改性生物炭施加量的增加呈逐渐升高的趋势.改性生物炭处理下,5~8 mm和2~5 mm粒级团聚体所占比例增加,而≤0.25 mm粒级团聚体占比有所下降,团聚体平均几何直径(GMD)和平均质量直径(MWD)分别增加了10.35%~29.34%和13.20%~27.03%,显示土壤团聚体稳定性增加.玉米籽粒中(郑单958)Cd含量与土壤有效态Cd含量呈显著负相关关系(p<0.01).研究表明,钙基改性生物炭在钝化修复弱碱性Cd污染土壤和改善土壤环境质量方面具有一定的研究前景和可行性. 展开更多
关键词 镉污染 改性生物炭 碱性土壤 钝化修复 土壤环境质量
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不同改性生物炭功能结构特征及其对铵氮吸附的影响 被引量:29
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作者 王思源 申健 +4 位作者 李盟军 宁建凤 姚建武 周凯军 艾绍英 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2019年第5期1037-1045,共9页
为研发高性能铵氮(NH4^+-N)吸附材料,削减水体NH4^+-N排放负荷,提高农田土壤NH4^+-N养分持留力,采用3种改性方法制备铁改性生物炭(B1)、酸碱联合改性生物炭(B2)铁氧化改性生物炭(B3)。通过吸附实验对比研究不同改性生物炭对NH4^+-N的吸... 为研发高性能铵氮(NH4^+-N)吸附材料,削减水体NH4^+-N排放负荷,提高农田土壤NH4^+-N养分持留力,采用3种改性方法制备铁改性生物炭(B1)、酸碱联合改性生物炭(B2)铁氧化改性生物炭(B3)。通过吸附实验对比研究不同改性生物炭对NH4^+-N的吸附效应,并结合改性前后和吸附前后生物炭组成与结构特征对改性生物炭的NH4^+-N吸附机制进行探讨。结果表明,(1)铁氧化改性生物炭对NH4^+-N的吸附作用最强,相对于未改性生物炭(B),其NH4^+-N饱和吸附量提高了23.3%-24.1%;铁改性生物炭次之,NH4^+-N饱和吸附量较未改性炭提高了14.1%-14.3%;酸碱联合改性生物炭NH4^+-N饱和吸附量最小。(2)改性生物炭对NH4^+-N的吸附由单分子层化学吸附的稳定吸附机制主导,同时存在非均一的多层物理吸附过程。(3)改性后导致的C-O官能团的增加是NH4^+-N吸附量增加的主要原因,其次Fe-O官能团也参与了NH4^+-N吸附。因此,采用氧化物对生物炭进行改性,提升生物炭中有氧官能团含量(包括有机和无机有氧官能团)是提高NH4^+-N吸附效应的有效途径。该研究结果可为制备和筛选高性能NH4^+-N吸附材料,提高生物炭在土水系统NH4^+-N的去除效应提供理论基础。 展开更多
关键词 改性生物炭 铵氮 吸附
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改性生物炭对猪粪堆肥过程重金属钝化效果研究 被引量:26
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作者 李冉 孟海波 +3 位作者 沈玉君 周海宾 张曦 文宏达 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期2304-2311,共8页
为进一步提高猪粪堆肥中重金属钝化效果,以猪粪和玉米秸秆为原料,以未改性处理、NaOH改性处理和FeCl_3改性处理等3种生物炭为钝化剂进行堆肥试验,以未添加生物炭的处理作为对照(CK),研究不同改性生物炭对猪粪堆肥效果及重金属Cu、Zn、P... 为进一步提高猪粪堆肥中重金属钝化效果,以猪粪和玉米秸秆为原料,以未改性处理、NaOH改性处理和FeCl_3改性处理等3种生物炭为钝化剂进行堆肥试验,以未添加生物炭的处理作为对照(CK),研究不同改性生物炭对猪粪堆肥效果及重金属Cu、Zn、Pb形态的影响。试验结果表明:四个处理堆肥高温期维持天数及种子发芽指数达到无害化要求,腐熟堆肥均呈碱性(8.0~9.0),堆肥结束后添加未改性生物炭和NaOH改性生物炭的处理EC值略高于4 mS·cm^(-1),分别为4.06 mS·cm^(-1)和4.04 mS·cm^(-1)。添加生物炭的处理重金属钝化效果均显著高于CK,添加FeCl_3改性生物炭对重金属Cu、Zn、Pb表现出相对较好的钝化能力,钝化效果分别为78.70%、43.53%、66.45%。综合分析,在堆肥过程中添加FeCl_3改性生物炭(添加比例为干物质的24%)更有利于实现堆肥过程中重金属钝化,提升堆肥产品质量。 展开更多
关键词 堆肥 改性生物炭 重金属 钝化
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改性生物炭负载nZVI对土壤Cr(VI)的修复差异研究 被引量:24
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作者 孟繁健 朱宇恩 +4 位作者 李华 张维荣 吴山 张桂香 李满满 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第12期4715-4723,共9页
考察了生物炭(BC)、酸洗生物炭(HCl-BC)和纳米零价铁负载生物炭(n ZVI-HCl-BC)对土壤中Cr(VI)还原和总Cr形态转化的影响.结果表明,生物炭对Cr(VI)还原率随土壤含水率的升高而显著提高.在较高土壤含水率(70%)条件下,各生物炭对Cr(VI)的... 考察了生物炭(BC)、酸洗生物炭(HCl-BC)和纳米零价铁负载生物炭(n ZVI-HCl-BC)对土壤中Cr(VI)还原和总Cr形态转化的影响.结果表明,生物炭对Cr(VI)还原率随土壤含水率的升高而显著提高.在较高土壤含水率(70%)条件下,各生物炭对Cr(VI)的最高还原率排序为:HCl-BC(97.26%)>n ZVI-HCl-BC(88.36%)>BC(87.61%).在不同Cr(VI)污染水平下(150、300、600和900 mg·kg^(-1)),HCl-BC对土壤中Cr(VI)的还原率最高.随Cr(VI)含量升高,BC和HCl-BC对Cr(VI)的还原率呈降低趋势,而n ZVI-HCl-BC对Cr(VI)的还原率为先降低后升高.形态分析表明,生物炭在不同程度上增加了土壤中Cr残渣态的比例:n ZVI-HCl-BC(11.58%)>HCl-BC(9.53%)>BC(1.42%),表明生物炭对土壤Cr起到稳定作用.综上,改性生物炭显著促进Cr(VI)还原及总Cr向残渣态转化,表明其具有修复Cr污染土壤的潜力. 展开更多
关键词 土壤修复 改性生物炭 纳米零价铁
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改性生物炭对废水中重金属的吸附 被引量:21
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作者 李仕友 胡忠清 +2 位作者 陈琴 张增炜 刘金香 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期7-12,共6页
简述了生物炭的制备条件,讨论了生物炭的主要改性方法(化学法、添加改性剂法及改变外界条件),分析了各改性方法的主要优点,总结了改性生物炭对废水中重金属的吸附效果。实验结果表明,改性生物炭对废水中重金属吸附效果较好,重金属的最... 简述了生物炭的制备条件,讨论了生物炭的主要改性方法(化学法、添加改性剂法及改变外界条件),分析了各改性方法的主要优点,总结了改性生物炭对废水中重金属的吸附效果。实验结果表明,改性生物炭对废水中重金属吸附效果较好,重金属的最大去除率可达99.81%。另外,探讨了改性生物炭的吸附机理、影响因素和吸附等温式,并提出了未来生物炭吸附废水中重金属需要研究的方向以及改性生物炭的应用前景。 展开更多
关键词 改性生物炭 重金属 废水处理
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改性生物炭特性表征及对冶炼厂周边农田土壤铜镉形态的影响 被引量:21
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作者 王鑫宇 孟海波 +6 位作者 沈玉君 王佳锐 张曦 丁京涛 周海宾 李春燕 程琼仪 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期4441-4451,共11页
生物炭及其改性材料由于具有较发达的比表面积和孔隙结构、丰富的表面官能团及较强的吸附能力等特性,被作为良好的环境修复材料而成为农田土壤重金属污染修复领域的研究热点.选取稻壳生物炭,采用K3PO4、KMnO4和NaOH进行改性处理,利用扫... 生物炭及其改性材料由于具有较发达的比表面积和孔隙结构、丰富的表面官能团及较强的吸附能力等特性,被作为良好的环境修复材料而成为农田土壤重金属污染修复领域的研究热点.选取稻壳生物炭,采用K3PO4、KMnO4和NaOH进行改性处理,利用扫描电镜(SEM)和红外光谱(FT-IR)等对生物炭表面微观形态与结构进行表征分析,并开展了90 d土壤培养试验,比较分析3种改性生物炭对冶炼厂周边农田复合重金属污染土壤中Cd和Cu的有效性和形态的影响.结果表明,改性后生物炭表面粗糙,比表面积和孔容均有不同程度的增大,其中,NaOH改性生物炭变化最为明显,分别由改性前的4.96 m^(2)·g^(-1)和0.02 cm^(3)·g^(-1)增至60.79 m^(2)·g^(-1)和0.12 cm^(3)·g^(-1),孔径变化则与之相反;改性生物炭的官能团吸收特征峰值均发生改变,其中K3PO4改性生物炭的变化最为明显.添加不同改性生物炭均能显著提高土壤pH值(P<0.05),K3PO4改性生物炭对土壤pH的增幅最大,为20.5%;K3PO4改性生物炭对土壤中Cu和Cd的有效态含量的影响也最为明显,分别降低了75.44%和67.70%;土壤中Cu和Cd的水溶态、可交换态和碳酸盐结合态比例均降低,其中K3PO4改性生物炭对Cu和Cd的钝化效果最好,添加量为2%时,钝化效率分别为61.06%和4.12%,Cu的钝化效率远高于Cd.综上所述,K3PO4改性生物炭对复合污染土壤中Cu和Cd具有较强的钝化效果. 展开更多
关键词 改性生物炭 特性表征 农田土壤重金属 有效性 形态分配
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改性生物炭负载纳米零价铁去除水体中头孢噻肟 被引量:18
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作者 吴鸿伟 冯启言 +4 位作者 杨虹 朱雪强 高波 陈迪 苗亦新 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第7期2691-2698,共8页
抗生素对环境的危害已经引起了人们的广泛重视.本实验以改性生物炭(MB)为载体制备了负载纳米零价铁的功能生物炭(Fe/MB).以头孢噻肟(CFX)为目标抗生素,研究了该材料对头孢噻肟的降解特性及影响因素,并探讨了去除机理.实验结果表明,50 mi... 抗生素对环境的危害已经引起了人们的广泛重视.本实验以改性生物炭(MB)为载体制备了负载纳米零价铁的功能生物炭(Fe/MB).以头孢噻肟(CFX)为目标抗生素,研究了该材料对头孢噻肟的降解特性及影响因素,并探讨了去除机理.实验结果表明,50 min内头孢噻肟的去除率为92%(Fe/MB用量为0.4 g·L^(-1),溶液p H=5.0,头孢噻肟浓度为20 mg·L^(-1),振荡速率为200 r·min^(-1),柠檬酸浓度为1.47 mmol·L^(-1)).头孢噻肟的去除过程存在改性生物炭的吸附和纳米零价铁还原降解的协同作用,数据符合伪二级反应动力学方程(R2>0.99).采用紫外可见光谱结合质谱分析了降解产物的结构并提出头孢噻肟的降解途径. 展开更多
关键词 改性生物炭 纳米零价铁 头孢噻肟 协同作用 降解
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不同改性生物炭对溶液中Cd的吸附研究 被引量:18
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作者 王瑞峰 周亚男 +1 位作者 孟海波 杨宏志 《中国农业科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期103-111,共9页
为研究生物炭对溶液中重金属Cd的吸附去除效果,进一步提升生物炭对Cd的吸附性能,以玉米芯、玉米秸秆、木屑为原料,分别在400℃、500℃、600℃和700℃密闭缺氧条件下热解制备生物炭,通过微波改性、Na OH改性方法对生物炭进行改性处理,研... 为研究生物炭对溶液中重金属Cd的吸附去除效果,进一步提升生物炭对Cd的吸附性能,以玉米芯、玉米秸秆、木屑为原料,分别在400℃、500℃、600℃和700℃密闭缺氧条件下热解制备生物炭,通过微波改性、Na OH改性方法对生物炭进行改性处理,研究初始浓度、溶液p H、吸附时间等因素对生物炭吸附Cd效果的影响,筛选出适合用于处理镉污染水体的生物炭品种。结果表明:当Cd浓度为100 mg/L时,玉米秸秆-600℃-Na生物炭(B-6-Na)对Cd的吸附可用Langmuir方程拟合,吸附量可达78.7 mg/g,去除率为78.7%,基本达到吸附平衡的时间为60~120 min;当溶液p H达到7时,三种生物炭对Cd吸附率均超过80%以上;600℃条件下经Na OH溶液改性制备的玉米秸秆生物炭能够更好地吸附溶液中的Cd。该研究结果为制备对污染物具有高效、深度净化功能的生物炭方法提供参考,在深入研究生物炭在重金属Cd污染修复的可行性方面提供理论支撑。 展开更多
关键词 改性生物炭 吸附特性
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MnO_x负载生物质炭对Cu^(2+)、Zn^(2+)的吸附机理研究 被引量:17
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作者 陆嫚嫚 马洁晨 +2 位作者 张学胜 李玉成 王宁 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期2297-2303,共7页
为研究MnO_x负载稻秆生物炭对水溶液中Cu^(2+)、Zn^(2+)的吸附机理,以水稻秸秆为原料制备生物炭(RBC),并用不同浓度KMnO_4溶液改性RBC制备MnO_x负载生物炭(MRBC),在此基础上研究50%MRBC对Cu^(2+)、Zn^(2+)吸附动力学、等温吸附-解吸、p... 为研究MnO_x负载稻秆生物炭对水溶液中Cu^(2+)、Zn^(2+)的吸附机理,以水稻秸秆为原料制备生物炭(RBC),并用不同浓度KMnO_4溶液改性RBC制备MnO_x负载生物炭(MRBC),在此基础上研究50%MRBC对Cu^(2+)、Zn^(2+)吸附动力学、等温吸附-解吸、pH和投加量对其吸附的影响,结合扫描电镜、红外光谱表征分析吸附机理。结果表明:改性稻秆生物炭表面负载MnO_x,增大了吸附剂表面吸附位点,随KMnO4浓度升高能显著提高Cu^(2+)、Zn^(2+)吸附效果,50%MRBC对其吸附效果最佳;吸附动力学遵循准二级动力学模型,240 min基本达到吸附平衡;吸附等温线符合Langumir模型方程。50%MRBC吸附重金属的机理可能为:含氧官能团与重金属离子络合作用;金属离子与π电子发生阳离子-π作用;无机矿质元素(K、Ca、Mg等)与金属离子交换形成矿物晶体。 展开更多
关键词 改性生物炭 高锰酸钾 吸附机理
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改性生物炭对水体中头孢噻肟的吸附机制 被引量:17
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作者 吴鸿伟 陈萌 +4 位作者 黄贤金 苏宗杰 孙泰龙 谭晓燕 冯启言 《中国环境科学》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2018年第7期2527-2534,共8页
采用液相浸渍方法制备3种改性生物炭,采用红外光谱、扫描电镜、比表面积测定仪和元素分析仪等手段表征生物炭表面结构形貌和组成.以头孢噻肟为探针分子,考察改性生物炭对头孢噻肟的吸附性能及吸附影响因素,并探究其吸附机理.结果表明,30... 采用液相浸渍方法制备3种改性生物炭,采用红外光谱、扫描电镜、比表面积测定仪和元素分析仪等手段表征生物炭表面结构形貌和组成.以头孢噻肟为探针分子,考察改性生物炭对头孢噻肟的吸附性能及吸附影响因素,并探究其吸附机理.结果表明,30min时碱改性生物炭(BC-NaOH)对头孢噻肟的吸附率为83%,符合伪二级动力学方程(R^2>0.99),吸附率显著大于其他几种材料.热力学研究表明,BC-NaOH吸附头孢噻肟是自发放热过程.基于反应热力学及吸附率影响因素分析,得出BC-NaOH吸附头孢噻肟的机理是疏水亲和作用和静电引力. 展开更多
关键词 改性生物炭 头孢噻肟 吸附 机理
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磷酸改性生物炭和氯混施对土壤铅形态及小麦铅吸收的影响 被引量:16
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作者 周志云 马文连 +3 位作者 周振 苗利娟 张彪 杨素勤 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期899-906,共8页
通过盆栽试验研究磷酸改性生物炭和氯混施对石灰性污染土壤有效铅含量、铅化学形态及小麦各部位(籽粒、颖壳、茎叶、根)铅含量分布的影响。结果表明:施用改性生物炭(50、100 g·kg^(-1))虽然降低土壤pH,但也可以显著降低有效态铅的... 通过盆栽试验研究磷酸改性生物炭和氯混施对石灰性污染土壤有效铅含量、铅化学形态及小麦各部位(籽粒、颖壳、茎叶、根)铅含量分布的影响。结果表明:施用改性生物炭(50、100 g·kg^(-1))虽然降低土壤pH,但也可以显著降低有效态铅的含量。就土壤中铅的化学形态而言,改性生物炭降低土壤中弱酸提取态铅和还原态铅含量,同时增加了氧化态、残渣态铅含量。此外,磷酸改性生物炭和氯混施后小麦各部位铅含量显著降低。研究证实,氯对改性生物炭修复铅污染土壤有促进作用,可以进一步降低土壤有效态铅含量,这一效果以添加CaCl_2更佳。高剂量改性生物炭配施低剂量CaCl_2后,小麦籽粒铅含量降至0.16 mg·kg^(-1),符合《粮食卫生标准》(GB 2715—2016)。 展开更多
关键词 改性生物炭 小麦 铅污染 钝化
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铈锰改性生物炭对土壤As的固定效应 被引量:16
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作者 梁婷 李莲芳 +1 位作者 朱昌雄 叶婧 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期5114-5123,共10页
利用高温热解法在600℃下制备铈锰改性生物炭(modified biochar,MBC),以3种基本性质差异较大的砷(As)污染红壤、黄壤和紫色土为研究对象,探讨了MBC的施用对土壤活性As的影响及固定效应.结果表明:改性生物炭(MBC)的施用导致3种土壤中水溶... 利用高温热解法在600℃下制备铈锰改性生物炭(modified biochar,MBC),以3种基本性质差异较大的砷(As)污染红壤、黄壤和紫色土为研究对象,探讨了MBC的施用对土壤活性As的影响及固定效应.结果表明:改性生物炭(MBC)的施用导致3种土壤中水溶态As含量显著降低,随着施用量的增加,MBC对As的固定效率不断升高,当添加量为1%~10%时,MBC对3种土壤中活性As的固定效率为:红壤70.59%~94.72%,黄壤75.24%~98.35%,紫色土为76.53%~99.61%,在MBC添加量为10%时,其对3种土壤中有效As的固定效率均达到了95%以上,而未改性生物炭的施用则导致土壤As的活化效应明显.比较而言,MBC对3种土壤中有效As的固定效率大小排序为:紫色土>黄壤>红壤,MBC的施用导致了土壤中活性态As向稳定态转化,发生了由非专性吸附(F1)、专性吸附态(F2)向结晶水合铁铝氧化物结合态(F4)和残渣态(F5)As的转化过程,使得土壤中As的迁移性能降低,根据扫描电镜(SEM)及X射线衍射分析(XRD)的结果,MBC对As的固定作用与生物炭上铈锰氧化物的成功负载有关.因此,MBC对As污染土壤表现出良好的应用修复潜力. 展开更多
关键词 改性生物炭 砷(As) PH值 溶解有机质(DOM) 酶活性
原文传递
改性大豆秸秆生物炭对咪唑乙烟酸的吸附 被引量:16
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作者 王亮 田伟君 +3 位作者 乔凯丽 赵婧 杜昭阳 谢汶龙 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期4488-4495,共8页
700℃热解温度下制备大豆秸秆生物炭,并利用酸、碱、氨基修饰和铁磁化4种方法对其进行改性,比较4种改性大豆秸秆生物炭对咪唑乙烟酸的吸附性能及机制,同时考察溶液pH值、温度和添加量对吸附效果的影响,并探讨了改性大豆秸秆生物炭在提... 700℃热解温度下制备大豆秸秆生物炭,并利用酸、碱、氨基修饰和铁磁化4种方法对其进行改性,比较4种改性大豆秸秆生物炭对咪唑乙烟酸的吸附性能及机制,同时考察溶液pH值、温度和添加量对吸附效果的影响,并探讨了改性大豆秸秆生物炭在提高土壤对咪唑乙烟酸吸附固定能力中的应用效果.结果表明,在pH值为2~4的酸性环境中,改性大豆秸秆生物炭吸附效果更好;相对于其他3种方法,铁磁化改性大豆秸秆生物炭对咪唑乙烟酸具有更好的吸附性能,吸附符合准一级动力学模型和Langmuir模型,且Langmuir模型拟合结果表明其对咪唑乙烟酸的最大吸附量可达338.785mg/g;添加1%铁磁性改性大豆秸秆生物炭的土壤对咪唑乙烟酸吸附量提高为对照组的2.37倍. 展开更多
关键词 改性生物炭 咪唑乙烟酸 吸附 土壤修复
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玉米生物炭和改性炭对土壤无机氮磷淋失影响的研究 被引量:15
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作者 王静 付伟章 +2 位作者 葛晓红 郑书联 薄录吉 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第12期2810-2820,共11页
利用玉米秸秆为原料制作生物炭,并用氯化铁进行改性,考察了改性前后生物炭对硝态氮和磷的吸附等温和吸附动力学过程,将生物炭和改性炭制作3 cm厚的物理隔离层,施入土柱50 cm处,通过淋溶实验,研究生物炭改性前后对土壤无机氮磷淋失的影... 利用玉米秸秆为原料制作生物炭,并用氯化铁进行改性,考察了改性前后生物炭对硝态氮和磷的吸附等温和吸附动力学过程,将生物炭和改性炭制作3 cm厚的物理隔离层,施入土柱50 cm处,通过淋溶实验,研究生物炭改性前后对土壤无机氮磷淋失的影响。结果表明,炭化温度为500℃时,铁炭比为0.7的生物炭和改性炭对氮磷的吸附能力最强。吸附动力学和等温吸附曲线分析表明:生物炭改性后对硝态氮和磷的吸附增大,生物炭和改性生物炭对硝态氮的最大吸附量分别为0 mg·g-1和2.414 mg·g-1、对磷的最大吸附量分别为1.723 mg·g-1和16.062 mg·g-1。与对照相比,生物炭处理和改性炭处理硝态氮的淋失量分别降低11.2%和31.6%,磷的淋失量分别显著降低33.1%和82.9%,氨氮的淋失量分别显著降低44.3%和68.6%。淋溶试验后对土壤残留养分分析表明,隔离层的添加并不会对0~50 cm土层内NO-3-N、NH+4-N和PO3-4-P含量产生明显影响,同时改性生物炭能有效减少NH+4-N和PO3-4-P向更深土层中迁移,表明土壤中添加改性生物炭能够有效降低土壤无机氮磷的淋失风险。 展开更多
关键词 改性生物炭 吸附 氮磷淋失 物理隔离层
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改性生物炭对土壤重金属污染修复研究进展 被引量:15
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作者 黄安香 杨定云 +5 位作者 杨守禄 周显勇 王忠伟 刘竹 张彦雄 许杰 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期5266-5274,共9页
土壤中金属污染导致食用林产品、农产品中重金属高富集,严重威胁人类健康。生物炭作为简单易得,来源广泛的吸附材料,可用于土壤重金属污染物修复。本文主要综述了生物炭的制备、改性剂的选择与功能、改性方法及改性生物炭的特性。介绍... 土壤中金属污染导致食用林产品、农产品中重金属高富集,严重威胁人类健康。生物炭作为简单易得,来源广泛的吸附材料,可用于土壤重金属污染物修复。本文主要综述了生物炭的制备、改性剂的选择与功能、改性方法及改性生物炭的特性。介绍了改性生物炭的表征手段如傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和比表面积和孔径分析仪在生物炭改性过程中的作用及分析方法。客观分析了改性生物炭的制备方式及对土壤重金属污染修复的机制及效果,并讨论生物炭及改性生物炭对重金属常见的吸附机理以及表面吸附、静电作用、离子交换和共沉淀的特征和条件。大量的研究结果表明,生物炭对降低土壤中重金属的有效态含量具有显著效果,且经过酸碱、氧化还原、吸附剂复合等方式改性后吸附性能更加高效和稳定。生物炭改性是为了提高生物炭的安全性、高效性、重复使用性和环境友好性,同时加强生物炭的重金属修复性能。因此,功能型生物炭的研制及拓展改性生物炭的应用是生物炭改性的进一步深入研究方向。 展开更多
关键词 土壤 改性生物炭 重金属污染 表征技术 修复机理
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