不同改性生物炭功能结构特征及其对铵氮吸附的影响

论文摘要

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。

论文目录

• 1 材料与方法
•   1.1 材料来源及性能表征
•   1.2 吸附试验设计
•   1.3 吸附模型
• 2 结果与分析
•   2.1 不同改性生物炭组成与结构
•     2.1.1 生物炭颗粒性能表征
•     2.1.2 改性生物炭物质组成特征
•     2.1.3 不同吸附材料表面官能团组成
•   2.2 改性生物炭对铵氮的吸附作用
•     2.2.1 改性生物炭对铵氮的动力学吸附
•     2.2.2 改性生物炭对铵氮的热力学吸附
•     2.2.3 不同p H对铵氮的吸附效应
• 3 讨论
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王思源,申健,李盟军,宁建凤,姚建武,周凯军,艾绍英

关键词: 改性生物炭,铵氮,吸附

来源: 生态环境学报 2019年05期

年度: 2019

分类: 农业科技,工程科技Ⅰ辑

专业: 有机化工,环境科学与资源利用

单位: 广东省农业科学院农业资源与环境研究所/农业部南方植物营养与肥料重点实验室/广东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室

基金: 广东省自然科学基金博士启动项目(2015A030310370),国家自然科学基金青年基金项目(641601224),广东省科技计划项目(2016A020210047,2014B020206001),广东省应用型科技研发专项资金项目(2016B020240009)

分类号: TQ424;X52

DOI: 10.16258/j.cnki.1674-5906.2019.05.022

页码: 1037-1045

总页数: 9

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