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农业废弃物生物炭制备及其对Cd^(2+)的吸附特征
1
作者 陈一川 曹培丽 +4 位作者 胡文华 宋纯磊 梁雯 向云 雷勇 《山西农业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第6期129-140,共12页
[目的]本文旨在探讨不同农业废弃物生物炭对Cd^(2+)的吸附特征,为农业废弃物资源化利用以及环境中Cd^(2+)的修复提供理论依据和技术支撑。[方法]本研究以农业废弃物为原料,平菇菌渣、香菇菌渣、玉米秸秆、牛粪分别在300、400、500℃温... [目的]本文旨在探讨不同农业废弃物生物炭对Cd^(2+)的吸附特征,为农业废弃物资源化利用以及环境中Cd^(2+)的修复提供理论依据和技术支撑。[方法]本研究以农业废弃物为原料,平菇菌渣、香菇菌渣、玉米秸秆、牛粪分别在300、400、500℃温度下限氧热解反应制备3种平菇菌渣生物炭(PGBC)、3种香菇菌渣生物炭(XGBC)、3种牛粪生物炭(NFBC)和3种玉米秸秆生物炭(YMBC)共12种生物炭,并对吸附性能最好的500℃下热解制备的平菇生物炭PG500进行铁锰复合改性(FM-PG500)。采用BET、FTIR等方法对制备生物炭理化特性进行表征,开展吸附试验研究不同物源和铁锰复合改性生物炭对Cd^(2+)的吸附性能及特征。[结果]随着热解温度的提高,4种生物炭的产率均随之减小,灰分含量、比表面积及孔容呈相反变化趋势;芳香族官能团相对含量增加,其结构趋于稳定,且铁锰复合改性后的FM-PG500具备最高的芳香化程度。PG500对Cd^(2+)吸附量最高。不同农业废弃物生物炭对Cd^(2+)的吸附过程均符合准二级动力学,其中PGBC、XGBC和FM-PG500拟合结果符合Langmuir模型,为单分子层化学吸附,而YMBC和NFBC符合Freundlich模型,为多分子层的化学吸附。在吸附热力学实验中,当Cd^(2+)浓度为10~80 mg·L^(-1)时,FM-PG500的平衡吸附量由未改性前的4.96~36.52 mg·g^(-1)提高至5.41~38.04 mg·g^(-1);吸附动力学实验中,当Cd^(2+)浓度为20 mg L^(-1)时,FM-PG500对Cd^(2+)的吸附量相较于未改性前提升了11.0%。[结论]平菇菌渣作为原材料制备生物炭对水中Cd^(2+)的去除有较大潜力,铁锰氧化物负载之后改变了生物炭的理化性质从而有利于生物炭吸附性能的提高。 展开更多
关键词 生物炭制备 吸附特性 Cd^(2+) 农业废弃物 铁锰复合改性
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工厂化杏鲍菇菌渣生物炭制备及质量评价 被引量：1
2
作者 关体坤 刘子璐 +6 位作者 李小玉 王建立 侯霜影 刘栩杉 徐诗毅 陈青君 张国庆 《中国农学通报》 2023年第3期71-79,共9页
为了更好地利用菌渣制备稳定、优质的生物炭,以12种不同原料配方工厂化杏鲍菇菌渣为材料,建立高温裂解生物炭制备工艺,利用孔雀石绿吸附能力对生物炭进行快速质量评价。12种菌渣理化性质表现出一定差异。以X0组菌渣为材料,12种处理炭得... 为了更好地利用菌渣制备稳定、优质的生物炭,以12种不同原料配方工厂化杏鲍菇菌渣为材料,建立高温裂解生物炭制备工艺,利用孔雀石绿吸附能力对生物炭进行快速质量评价。12种菌渣理化性质表现出一定差异。以X0组菌渣为材料,12种处理炭得率为26.00%~47.17%,且随着温度升高而降低。综合炭得率、孔雀石绿吸附率和能耗,确定400℃、2.5 h为菌渣生物炭最适制备条件。以该条件制备的11种菌渣生物炭各组间炭得率无显著差异,对400 mg/L孔雀石绿2 h吸附率均达到95%以上,表明具有良好的孔隙度和吸附效果。本研究建立了一种菌渣生物炭制备工艺和评价方法,为工厂化菌渣生物炭化利用提供理论和实践依据。 展开更多
关键词 工厂化杏鲍菇 菌渣 理化性质 生物炭制备工艺 质量评价
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太阳能热解技术制备生物炭的研究进展 被引量：10
3
作者 彭昌盛 魏茜茜 +4 位作者 赵婷婷 常全超 杜玉凤 李杰 戴敏 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期61-67,共7页
对传统生物炭生产技术及设备进行了综述,从太阳能热解技术装置设计着手,分析了太阳能聚光器类型、传热方式、热解参数、原料组成等工艺参数对生物炭制备过程的影响,并指出太阳能热解技术生产生物炭的应用前景。
关键词 生物质 生物炭制备 热化学转化 太阳能热解
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田间“限氧喷雾”制备生物炭技术与炭质表征 被引量：7
4
作者 校亮 韦婧 +4 位作者 袁国栋 毕冬雪 王洁 冯丽蓉 沈冠华 《西南大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期15-20,共6页
生物炭具有改良土壤、固碳减排、吸附重金属和有机污染物等方面的有益作用,但其农业和环保应用面临着成本过高这一瓶颈问题.在田间直接将生物质转化为生物炭,可节省原材料收集与炭品运输等环节的费用,降低使用成本.可通过喷雾技术在田... 生物炭具有改良土壤、固碳减排、吸附重金属和有机污染物等方面的有益作用,但其农业和环保应用面临着成本过高这一瓶颈问题.在田间直接将生物质转化为生物炭,可节省原材料收集与炭品运输等环节的费用,降低使用成本.可通过喷雾技术在田间限氧条件下实现生物炭的制备,其工艺如下:物料在槽内经逐层压实后,采用单向引燃、逐次喷雾的方式辅助竹柳和棉秆成炭;采用多位点引燃、逐层喷雾的方式辅助芦苇成炭.制炭期间,土槽中的侧壁开孔方管起通气和限氧作用以控制适燃,铁质密网起限氧、防尘和提供喷雾通道等作用以控制成炭.采用该技术制备的生物炭表现出了较好的同槽均质性和异槽同质性,成炭率达30%,制备得到的炭含有丰富的羧基(0.71~1.43mol/kg)、酚羟基(0.43~1.09mol/kg)官能团,且具有较大的比表面积(45.5~83.2m2/g).田间“限氧喷雾”技术为生物炭的制备提供了新的思路和技术选项,也为其农业和环保应用创造了条件. 展开更多
关键词 田间限氧炭化 喷雾技术 生物炭制备 表面官能团 比表面积
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改性生物炭的制备及其环境应用进展 被引量：13
5
作者 胡龙龙 曹勇 胡友彪 《江苏农业科学》 2020年第21期46-52,共7页
生物炭因碳含量高、比表面积大、表面含有多种官能团、孔隙度发达、结构稳定等特点,越来越受到人们的重视。根据近年来已发表的文献,对改性生物炭的制备、环境应用进行了系统的分析和总结。生物炭的理化性质因原料种类、制备条件的不同... 生物炭因碳含量高、比表面积大、表面含有多种官能团、孔隙度发达、结构稳定等特点,越来越受到人们的重视。根据近年来已发表的文献,对改性生物炭的制备、环境应用进行了系统的分析和总结。生物炭的理化性质因原料种类、制备条件的不同而不同,对生物炭进行改性,可以显著提高其活性,增加其在环境修复中的应用潜力。生物炭可用气体活化、球磨、辐射、酸、碱、氧化剂、金属离子等处理方法进行改性,方法的选择取决于其应用领域。重点介绍了改性生物炭在土壤修复、污染水体净化、催化剂、电极材料等方面的应用研究。此外,还探讨了改性生物炭在实际应用中可能存在的问题及未来研究的主要方向,以期为改性生物炭的制备及其环境应用提供理论依据。 展开更多
关键词 改性生物炭 改性方法 生物炭制备 环境修复 环境风险
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不同生物炭制备条件对重金属在秸秆生物炭中存留的影响 被引量：3
6
作者 邓美华 沈菁 +2 位作者 叶国华 罗双琳 叶雪珠 《土壤通报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期191-195,共5页
项目研究了重金属修复基地水稻、玉米、油菜、高粱4种修复材料秸秆的热重反应,并首次探讨了重金属修复材料在制备生物炭过程中,不同生物炭制备条件对重金属在生物炭中留存的影响。结果表明:四种秸秆热重反应变化趋势基本一致,失重主要... 项目研究了重金属修复基地水稻、玉米、油菜、高粱4种修复材料秸秆的热重反应,并首次探讨了重金属修复材料在制备生物炭过程中,不同生物炭制备条件对重金属在生物炭中留存的影响。结果表明:四种秸秆热重反应变化趋势基本一致,失重主要发生在200～400℃之间,而在400～600℃区间,基本保持恒重。水稻秸秆失重率90%明显高于其他三种秸秆失重率75%。在不同终点温度条件下(350～550℃),重金属在生物炭中浓度有增加趋势,其百分比例均随温度的升高而降低,原料利用热值则在400℃最高。在不同升温速率和保温时间下,重金属在生物炭中的含量随升温速率升高和保温时间的延长而升高,生物炭得率和秸秆综合利用热值却随之下降。因此,秸秆生物炭制备过程中为获得较低重金属含量和高热值的生物炭,建议以400℃为终点温度,升温速率不宜过快,保温时间不宜过长,分别在1℃min^(-1)和1 h左右即可。 展开更多
关键词 重金属修复秸秆材料 生物炭制备 重金属去向 热值
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生物炭材料的制备与改性及其在土壤修复中的应用 被引量：16
7
作者 龙良俊 张晓娅 +1 位作者 罗晶晶 刘方 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期3510-3514,共5页
综述了生物炭的制备和改性方法,并分析了不同工艺对生物炭理化性质的影响,加深了对生物炭的认识。作为吸附材料,综述了土壤中重金属和有机物的去除以及生物炭的主要作用机理。总结了作为土壤改良剂的生物炭改善土壤pH、养分、氮、磷流... 综述了生物炭的制备和改性方法,并分析了不同工艺对生物炭理化性质的影响,加深了对生物炭的认识。作为吸附材料,综述了土壤中重金属和有机物的去除以及生物炭的主要作用机理。总结了作为土壤改良剂的生物炭改善土壤pH、养分、氮、磷流失的趋势以及今后的应用趋势。同时,分析了生物炭的潜在风险,以有效避免对环境的可能危害。 展开更多
关键词 生物炭制备 改性 土壤污染 修复
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秸秆生物炭特性、制备方法及应用价值 被引量：1
8
作者 曾洪珊 杨礼 +3 位作者 张亚琦 罗育才 向国红 段仁燕 《农村实用技术》 2022年第3期115-116,124,共3页
生物炭是植物和动物的生物质通过热解或炭化而成的稳定碳产物。我国作为农业大国,在农作物收获后会产生大量的秸秆。秸秆生物炭作为一种废物衍生土壤改良剂,其具有改善土壤肥力的效果而受到广泛关注。本文主要综述了秸秆生物炭的概念、... 生物炭是植物和动物的生物质通过热解或炭化而成的稳定碳产物。我国作为农业大国,在农作物收获后会产生大量的秸秆。秸秆生物炭作为一种废物衍生土壤改良剂,其具有改善土壤肥力的效果而受到广泛关注。本文主要综述了秸秆生物炭的概念、特性、秸秆生物炭的制备与应用研究进展,为后续生物炭材料的研究和应用提供参考。 展开更多
关键词 秸秆生物炭 制备方法 土壤修复 生物炭的制备
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不同水热炭化条件处理青霉素菌渣制备生物炭 被引量：7
9
作者 赵志瑞 赵秀梅 +3 位作者 颜嘉晨 李铎 张佳瑶 单保庆 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期732-739,共8页
为了考察不同水热炭化条件处理青霉素菌渣制备的生物炭特征,采用菌渣中分别添加氯化钠、柠檬酸和硝酸铁为添加剂和分别设置不同温度的方法,分析不同温度、不同添加剂对水热炭化产物特征的影响。结果表明,在210℃时,各种样品的干重产率... 为了考察不同水热炭化条件处理青霉素菌渣制备的生物炭特征,采用菌渣中分别添加氯化钠、柠檬酸和硝酸铁为添加剂和分别设置不同温度的方法,分析不同温度、不同添加剂对水热炭化产物特征的影响。结果表明,在210℃时,各种样品的干重产率较高。对于水热产物结构,RNa温度最佳为210℃;RAc和RFe最佳温度为180℃。在180℃时,RH产物孔径平均当量直径最大为3.61μm;RNa、RAc、RFe变化不大,分别为3.08、3和3.16μm,变化幅度小于0.2μm;在210℃时,对照产物孔径平均当量直径大于180℃时产物为3.94μm;而RNa为2.99μm,RAc、RFe孔径依次减小,为别为2.33μm和1.84μm。添加剂对产物孔径平均当量直径有影响,而添加剂种类影响不大;温度变化对RNa产物孔径平均当量直径影响不大,对RFe产物影响最明显。 展开更多
关键词 制药工业污染防治 水热炭化 青霉素菌渣资源化 生物炭制备
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核桃壳生物炭小球对雌激素污染物的吸附机制 被引量：3
10
作者 徐欢欢 宋新山 +1 位作者 司志浩 王宇晖 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期835-842,共8页
为探究生物炭小球对雌激素污染物的吸附机制,以农业废弃物核桃壳为原材料,在400℃下热解碳化制备生物炭,与黏土、碳酸氢钠、硅酸钠混合制备生物炭小球。采用ESEM观察、比表面积测定、红外光谱对其表面结构和组成进行表征,并将其用于对雌... 为探究生物炭小球对雌激素污染物的吸附机制,以农业废弃物核桃壳为原材料,在400℃下热解碳化制备生物炭,与黏土、碳酸氢钠、硅酸钠混合制备生物炭小球。采用ESEM观察、比表面积测定、红外光谱对其表面结构和组成进行表征,并将其用于对雌酮(E1)、雌二醇(E2)和雌三醇(E3)的吸附去除研究。分别考察了吸附时间、溶液pH、生物炭小球投加量以及雌激素初始浓度对吸附效果的影响,并通过颗粒内扩散、等温吸附、吸附动力学探讨其吸附机制。结果表明:生物炭小球对雌激素的吸附平衡时间为15 min;投加量为1 g、pH为5、初始浓度为2 500μg·L-1时平衡吸附量最大;颗粒内扩散模型研究结果表明吸附机制包括分配作用和表面吸附;准二级动力学可较好地描述生物炭小球对雌激素的吸附过程;生物炭小球对雌激素的吸附过程符合Freundlich等温吸附模型。所制备的生物炭小球对雌激素污染物具有较好的去除效果,在环境治理方面具有一定的应用前景。 展开更多
关键词 生物炭小球制备 生物炭小球吸附机制 水体雌激素污染
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