改性多孔生物炭的制备及其对水中四环素的吸附性能研究

论文摘要

以常见的农业废弃物玉米秸秆为原料,以NaHCO3和三聚氰胺为活化剂,一步碳化活化制备得到了一种改性多孔生物炭,研究了其对模拟四环素（TC）废水的吸附行为,同时采用SEM、XRD、Raman、FTIR、BET和元素分析对材料进行表征分析.探究了热解温度、三聚氰胺添加量、吸附剂投加量、反应时间、初始浓度、环境温度和pH对改性多孔生物炭去除水溶液中TC的影响.相比于原始生物炭（C800）,改性后的秸秆生物炭（MPC800-10）对TC拥有更优异的吸附能力,能在短时间内快速高效地去除TC.由表征结果可知,同时添加NaHCO3和三聚氰胺得到的改性多孔生物炭（MPC800-10）相对于原始生物炭（C800）比表面积更大,孔结构更丰富,芳香性增强,且亲水性和极性也有所增大,表面官能团更丰富,含氧官能团增加.MPC800-10对TC的吸附更符合Pseudo-second-order动力学模型和Freundlich等温吸附模型,且最大吸附量达到347 mg·g-1.热力学分析表明MPC800-10对TC的吸附是一个自发、吸热的过程.在酸性和中性条件下MPC800-10对TC都有较好的吸附能力,且具有一定的抗离子干扰能力和良好的再生性能.本研究将为农田废弃物的资源化利用及废水中抗生素的污染治理奠定坚实的基础.

论文目录

• 1 引言（Introduction）
• 2 材料与方法（Materials and methods）
•   2.1 实验试剂
•   2.2 材料制备
•   2.3 材料表征
•   2.4 四环素的测定
•   2.5 吸附实验设计
•     2.5.1 四环素模拟废水的制备
•     2.5.2 改性多孔生物炭制备条件对四环素吸附效果的影响
•       ①制备温度的影响:
•       ②三聚氰胺添加比例的影响:
•       ③材料改性前后对TC吸附效果的比较.具体实验参数设定:
•     2.5.3 改性多孔生物炭对四环素的吸附影响因素探讨
•   2.6 实验数据处理
• 3 结果与讨论（Results and discussion）
•   3.1 改性多孔生物炭制备条件对TC吸附效果的影响
•     3.1.1 热解温度对TC吸附效果的影响
•     3.1.2 三聚氰胺添加比例对TC吸附效果的影响
•     3.1.3 材料改性前后对TC吸附效果的比较
•   3.2 材料的表征分析
•     3.2.1 SEM分析
•     3.2.2 XRD分析
•     3.2.3 Raman分析
•     3.2.4 FT-IR分析
•     3.2.5 比表面积和孔结构分析
•     3.2.6 元素分析
•   3.3 吸附实验结果
•     3.3.1 吸附剂投加量对TC吸附效果的影响
•     3.3.2 反应时间对吸附的影响及吸附动力学
•     3.3.3 初始浓度对吸附的影响及吸附等温线
•     3.3.4 反应温度对吸附的影响及吸附热力学
•     3.3.5 溶液初始pH对MPC800-10吸附效果的影响
•     3.3.6 不同阴离子、阳离子对MPC800-10吸附效果的影响
•     3.3.7 再生性能
• 4 结论（Conclusions）

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 杨奇亮,吴平霄

关键词: 玉米秸秆,多孔生物炭,四环素,吸附

来源: 环境科学学报 2019年12期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 无机化工,环境科学与资源利用

单位: 华南理工大学环境与能源学院,工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室,广东省环境风险防控与应急处置工程技术研究中心,广东省环境纳米材料工程技术研究中心

基金: 国家自然科学基金(No.41673092,41472038),广东省科技计划项目(No.2016B020242004),广州市科技计划项目(No.201604020064),广东特支计划百千万工程领军人才项目(No.201626011)

分类号: TQ127.11;X703

DOI: 10.13671/j.hjkxxb.2019.0235

页码: 3973-3984

总页数: 12

文件大小: 2858K

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