污泥基生物炭的制备及其对重金属的吸附性能

生物炭的环境吸附行为及在土壤重金属镉污染治理中的应用一、本文概述本文旨在探讨生物炭的环境吸附行为及其在土壤重金属镉污染治理中的应用。

我们将概述生物炭的基本性质及其环境吸附行为的原理，包括其表面性质、官能团种类和分布以及其对不同污染物的吸附机制。

随后，我们将详细介绍生物炭在土壤重金属镉污染治理中的应用，包括其对镉的吸附效果、影响因素以及在实际应用中的可行性。

我们还将对生物炭的应用前景和潜在风险进行评估，以期为其在土壤重金属污染治理中的进一步应用提供理论支持和实践指导。

通过本文的研究，我们期望能够为生物炭在环境保护领域的应用提供新的思路和方法，同时为土壤重金属污染治理提供更为有效和环保的解决方案。

二、生物炭的吸附特性生物炭作为一种具有多孔结构和巨大比表面积的炭质材料，表现出优异的吸附性能。

其吸附特性主要源于其丰富的表面官能团（如羧基、酚羟基、内酯基等）以及多孔结构形成的微孔和大孔。

这些官能团和孔结构使得生物炭能够有效地吸附环境中的重金属离子、有机物和其他污染物。

生物炭的吸附过程通常包括物理吸附和化学吸附。

物理吸附主要依赖于生物炭的孔结构和表面积，通过范德华力等物理作用力将污染物吸附在表面。

而化学吸附则涉及到生物炭表面的官能团与污染物之间的化学反应，如离子交换、络合反应等。

这种双重吸附机制使得生物炭在多种污染物的去除中表现出良好的应用潜力。

在重金属镉的吸附中，生物炭的吸附能力受多种因素影响，包括生物炭的制备条件、表面性质、镉离子的浓度、pH值以及共存离子等。

一般来说，生物炭的吸附能力随着镉离子浓度的增加而增强，但过高的浓度可能导致吸附饱和。

pH值对生物炭吸附镉离子的影响也显著，通常在中性或弱碱性条件下，生物炭对镉离子的吸附能力较强。

共存离子则可能通过与镉离子竞争吸附位点而降低生物炭的吸附效率。

为了进一步提高生物炭对镉离子的吸附性能，研究者们通过改性、复合等方法对生物炭进行改良。

例如，利用化学试剂对生物炭进行表面修饰，引入更多的活性官能团；或将生物炭与其他吸附材料（如活性炭、膨润土等）进行复合，形成具有协同吸附效应的新型复合材料。

铁改性污泥生物炭的制备及其吸附性能研究铁改性污泥生物炭的制备及其吸附性能研究一、引言随着工业化和城市化的快速发展，环境污染已经成为当今社会面临的严重问题之一。

其中，水体污染是一个尤为突出的问题，给人类健康和生态环境造成了巨大的威胁。

因此，寻找高效、经济、环境友好的材料来处理废水成为当务之急。

生物炭因其独特的结构和化学性质，成为一种优良的废水处理材料。

铁改性污泥生物炭作为一种新型的吸附剂，具有广泛的应用潜力。

二、铁改性污泥生物炭的制备方法1.生物炭的制备生物炭是通过高温裂解生物质制得的，其具有均质的孔隙结构和较大的比表面积。

制备生物炭的常用方法包括焦化、热解和碱处理等。

其中，热解法是最常用的方法，其通过在高温下将生物质加热，使其热解产生生物炭。

2.铁改性污泥生物炭的制备铁改性污泥生物炭是在制备生物炭的基础上，将其与铁盐进行反应得到的。

首先，将生物炭与铁盐溶液进行搅拌，使两者充分混合。

然后，将混合物在一定的温度条件下反应一定的时间。

最后，将反应产物进行过滤和干燥，得到铁改性污泥生物炭。

三、铁改性污泥生物炭的吸附性能研究1.吸附性能测试通过实验室模拟的废水处理实验，对铁改性污泥生物炭的吸附性能进行评估。

首先，准备一定浓度的废水溶液，然后将铁改性污泥生物炭与废水溶液充分接触，并在一定的时间内保持搅拌。

最后，通过测试废水溶液中目标污染物的浓度变化来评估铁改性污泥生物炭的吸附性能。

2.吸附机理研究通过对吸附过程的分析，探究铁改性污泥生物炭的吸附机理。

主要包括探究吸附剂与目标污染物之间的作用力，了解吸附过程中各种因素的影响，以及吸附剂表面功能基团与目标污染物之间的相互作用等。

3.吸附性能优化通过对铁改性污泥生物炭的制备条件和吸附性能的研究，对其进行优化。

主要包括选择合适的铁改性剂和生物质原料，优化反应条件，提高吸附剂的吸附性能等。

四、铁改性污泥生物炭的应用前景铁改性污泥生物炭作为一种新型的吸附剂，在废水处理、重金属去除和有机物吸附等方面具有广泛的应用前景。

《生物炭基功能材料开发及其对抗生素和重金属吸附性能研究》篇一一、引言随着人类活动的不断增加，环境污染问题日益严重，尤其是水体污染问题备受关注。

其中，抗生素和重金属是水体污染的主要来源之一。

因此，研究和开发有效的水处理技术成为环境保护领域的重点研究方向。

生物炭基功能材料因其具有良好的吸附性能和生物相容性，成为近年来研究热点之一。

本文旨在研究生物炭基功能材料的开发及其对抗生素和重金属的吸附性能，以期为水处理技术的发展提供新的思路和方法。

二、生物炭基功能材料的开发2.1 材料制备生物炭基功能材料的制备主要采用生物质炭化技术，通过高温热解生物质原料得到生物炭。

在此基础上，通过引入功能性基团或掺杂其他材料，制备出具有特定功能的生物炭基功能材料。

常见的生物质原料包括农业废弃物、林业剩余物等。

2.2 材料性质生物炭基功能材料具有多孔结构、高比表面积、良好的化学稳定性和生物相容性等优点。

同时，通过引入功能性基团或掺杂其他材料，可以进一步改善材料的吸附性能和选择性。

此外，生物炭基功能材料还具有良好的再生性能和环保性能，可广泛应用于水处理、土壤修复等领域。

三、抗生素和重金属的吸附性能研究3.1 抗生素的吸附抗生素在医疗、农业等领域广泛应用，但过度使用会导致其进入水体环境，对生态环境和人类健康造成潜在威胁。

生物炭基功能材料具有优良的抗生素吸附性能，能够有效地去除水中的抗生素。

研究表明，材料的比表面积、孔径分布、表面官能团等性质对抗生素的吸附性能具有重要影响。

此外，材料的pH值、离子强度等环境因素也会影响抗生素的吸附效果。

3.2 重金属的吸附重金属是水体污染的另一重要来源，其对人体健康和生态环境具有较大的危害。

生物炭基功能材料对重金属离子具有较好的吸附性能，能够有效地去除水中的重金属离子。

研究表明，材料的表面电荷、官能团类型和数量、孔径大小等因素对重金属离子的吸附性能具有重要影响。

此外，材料的共吸附现象和竞争吸附现象也需考虑。

污泥生物炭制备工艺研究近年来，随着环保意识的增强，人们越来越重视垃圾处理和污水处理。

而污泥是污水处理过程中产生的固体残渣，由于含有大量的有机物和微生物，长期堆积会对环境和人类健康造成极其不利的影响。

因此，污泥处理已成为各国政府和企业的一个重要课题。

而在众多的污泥处理技术中，生物炭制备工艺备受关注。

一、生物炭的制备方法生物炭制备方法分为湿法和干法两种。

湿法制备生物炭的时候生物质的水分含量需要控制在30%左右，同时需要添加少量的粘结剂；干法制备生物炭的时候需要将草木干燥后，放入高温炉内进行裂解，生产出的生物炭质地较硬。

二、生物炭的优点生物炭具有多种优点，包括：1、有较好的吸附性能：生物炭的孔隙通常呈现微孔和介孔性，具有很好的吸附性能。

生物炭能有效地吸附有机物、重金属、氨氮等物质，能净化水质。

2、生物炭含水量低：生物炭在生产过程中大多采用高温干燥，可以降低生物炭的含水量，方便运输和使用。

3、对土壤改良效果好：生物炭具有极好的土壤改良效果，可以改善土壤质量，增加土壤肥力，促进作物生长。

三、污泥生物炭制备工艺研究将污泥制备成生物炭是一种具有很高价值的使用方式。

以往的污泥处理方式往往是填埋或者焚烧，但是这样会造成很大的环境污染。

生物炭制备技术的出现，很好地解决了这个问题。

污泥生物炭制备方法主要有湿法和干法两种。

湿法制备方法主要是通过湿法炭化的方式，将污泥中的有机物最大限度地转化为生物炭。

具体方法是将污泥与缓冲物混合后先进行预处理-压缩-干燥-炭化四个步骤，生产出来的生物炭可用于农用、环保和工业用途。

干法制备方法主要有热解、热气化、等离子体技术等，其中热解法是目前应用最广泛的方法之一。

这种工艺比湿法工艺更加节能，一定程度上可以解决湿法工艺中的渣滓问题。

污泥生物炭制备工艺在环保、资源化利用方面具有非常大的潜力。

生物炭制备技术的提高将大大提高污泥的资源化利用率，减少环保压力。

另外，生物炭还有机会成为一种科学的农业肥料，实现对土壤的治理和改良，推动我国的农业产业可持续发展。

11083赵伟繁等：污泥生物炭重金属吸附剂的制备及改性研究进展文章编号：1001-9731(2020)11-11083-06污泥生物炭重金属吸附剂的制备及改性研究进展赵伟繁，戴亮，王刚，未碧贵，韩涛(兰州交通大学环境与市政工程学院，兰州730070)摘要：社会发展的节奏加快使得工业废水和生活污水的排放量越来越大，污泥的产量也随之增加，同时环境中的重金属所带来的环境风险也日益严峻。

污泥生物炭具有发达的孔隙结构和丰富的官能团，而且化学性质稳定，是一种性能优异的重金属吸附材料，其具有原料来源广、低成本和良好的物理化学表面特性等优点，在重金属环境修复领域的应用前景广阔。

文章重点介绍了微波热解法、水热炭化法和常规热解法等污泥生物炭制备方法，以及酸改性、碱改性、蒸汽活化改性及浸渍法改性等物理化学改性方法，阐述各种制备方法及改性方法的研究现状，并予以评价，最后提出热解制备及功能性改性中实际面临的主要问题及今后发展的方向。

关键词：污泥生物炭；重金属；制备；改性；吸附中图分类号：TQ424;X705文献标识码:A DOI：10.3969/.issn.1()()1-9731.2()2().(1.0110引言污泥的处理处置作为最棘手的环境问题之一日益受到关注。

由于对污水处理的要求越来越严格，污水处理厂剩余污泥的产量逐年增加［1］o目前，我国大部分污泥被卫生填埋和焚烧，但是污泥填埋过程中会产生一系列问题，如空间有限、可能产生二次污染、公众形象不佳等。

污泥焚烧也存在投资大，运行费用较高,可能产生二次污染等问题。

污泥热解具有热解后体积小、致病菌消除、有机质转化为生物炭、生物燃料和生物油等优点，是一种很有前途的技术［2］。

热解后,污泥中的重金属大部分转化为残渣形态，被包裹在固溶体中玻璃化固定，通过热解(高于500C)可以将重金属进行有效固定［-4］。

由于污泥热解是在封闭的体系下进行，只需做好热解尾气的回收处理，就不会存在二次污染的问题。

生物炭对土壤重金属的吸附（中铁（石家庄）设计研究院有限公司，石家庄050000）生物炭作为一种新型的吸附剂，近年来成为环境、能源等领域的关注焦点。

生物炭对水和土壤中的重金属离子具有良好的吸附去除效果。

本文将从生物炭特性、原料、制备;生物炭对重金属吸附的机理;指出其在土壤污染处理中存在的问题和具有良好的应用前景。

标签：生物炭;重金属;吸附机理;土壤污染0 前言随着工农业生产的迅猛发展，大量工业“三废”、城市生活垃圾和污泥等污染物的排放和不恰当的处置，使得重金属在土壤中不断积累，产生污染。

含重金属农药和化肥的过量使用也加重了土壤重金属的污染负荷。

因重金属污染造成的农产品安全问题和巨大经济损失，引起了国内外的极大关注。

鉴于生物炭的多孔性以及较大的比表面积，作为改良剂时可改善土壤性质并增加农业产量、作为碳汇可减轻全球气候变化和作为吸附剂消除农业污染[1]。

1 生物炭特性生物碳是由生物残体在缺氧情况下，经高温慢热解（通常<700℃）产生的一类难熔、稳定的、高度芳香化的、富含碳素的固态物[2]。

生物炭含有一定量的灰分，矿质元素如Na、K、Mg、Ca等以氧化物的形式存在于灰分中，溶于水后呈碱性。

从微观结构看，生物炭多有紧密堆积、高度扭曲的芳香片层组成，具有乱层结构表面多孔，具有较大的比表面积和较高的表面能[3]，随裂解温度升高，生物炭酸性基团减少，碱性基团增加，总官能团减少，官能团密度减少。

不同材料，不同裂解方式对生物炭的比表面积影响很大。

一般来说，随裂解温度升高，比表面积增加。

但有些材料在裂解温度达到600℃-700℃时，比表面积反而下降。

生物炭经活化后可以显著增加其比表面积。

2 生物炭的原料生物碳本着“变废为宝”的理念，多种行业中的废弃物都可以加以利用，制造成为生物炭。

植物类废弃物主要有秸秆、稻草、米壳、树枝等，这些废弃物通常含丰富的碳元素。

若直接燃烧，会产生大量的CO2，不仅造成了资源浪费，还污染了环境，因此可以将它们制成生物炭进一步利用。

生物炭吸附废水中重金属离子的研究进展生物炭（biochar）是一种由生物质材料经过干燥、高温热解或炭化而制得的碳质产物。

由于其特殊的孔隙结构和化学性质，生物炭被广泛应用于吸附废水中的重金属离子。

本文将探讨生物炭在吸附废水中重金属离子方面的研究进展。

首先，生物炭的制备方法与性质对其吸附性能具有重要影响。

制备生物炭的原料种类、炭化温度和时间等因素会影响生物炭的孔隙结构和表面化学官能团的含量。

较高的炭化温度和时间能够使生物炭具有更多的微孔和介孔，提高其特定表面积和孔容，增加重金属离子的吸附位点。

此外，生物炭的表面官能团（如羟基、羧基和胺基等）也对重金属离子的吸附具有重要影响。

这些官能团能够与重金属离子形成氢键、配位键等化学键，增加吸附能力。

其次，生物炭对重金属离子的吸附行为受多个因素的制约。

pH值是影响重金属离子吸附的重要因素之一。

通常情况下，生物炭对重金属离子的吸附能力在酸性环境中较高，而在碱性环境中较低。

这是由于酸性环境下，生物炭表面官能团的负离荷有利于重金属离子的吸附。

此外，重金属离子的浓度、离子尺寸和电荷状态等也会影响生物炭对其吸附能力。

第三，各类生物炭对不同重金属离子的吸附能力存在差异。

研究表明，不同原料制备的生物炭对不同重金属离子的吸附能力存在显著差异。

例如，高炭化温度制备的生物炭更适合吸附铅离子，而较低炭化温度制备的生物炭则对镉离子的吸附效果较好。

此外，杏仁壳生物炭对铜离子的吸附性能更为突出，而竹炭则对镍离子的吸附效果较好。

因此，在实际应用中，应根据废水中重金属离子的特性选择合适的生物炭。

最后，生物炭的再生与废弃物资源化也是当前研究的热点。

当生物炭饱和吸附重金属离子后，可以采用各种方法对其进行再生，如酸碱洗法、电解法和生物修复等。

这不仅能够提高生物炭的重复利用率，还能够回收废弃物中的重金属离子。

因此，生物炭的研究不仅有助于净化废水，还具有环境保护和资源回收的双重效益。

综上所述，生物炭作为一种新型的吸附材料，在废水处理中具有良好的应用前景。

《生物炭改性及其对铬（Ⅵ）污染土壤的吸附效应》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，重金属污染已成为当前全球范围内面临的严重环境问题之一。

其中，铬（Ⅵ）因其高毒性和持久性，对土壤环境和人类健康构成了巨大威胁。

生物炭作为一种新型的环境友好型材料，因其多孔结构和良好的吸附性能，在重金属污染土壤的修复中显示出巨大的潜力。

本文旨在研究生物炭的改性方法及其对铬（Ⅵ）污染土壤的吸附效应，以期为重金属污染土壤的修复提供新的思路和方法。

二、生物炭的改性方法1. 材料与设备生物炭制备材料主要选取自农业废弃物，如稻草、玉米秸秆等。

改性过程中所使用的设备包括高温炭化炉、球磨机等。

2. 改性方法生物炭的改性主要包括物理改性和化学改性。

物理改性主要通过高温炭化、活化等手段提高生物炭的比表面积和孔隙结构；化学改性则是通过引入官能团或与其他材料复合，增强生物炭的吸附性能。

三、生物炭对铬（Ⅵ）污染土壤的吸附效应1. 实验方法采用批量吸附实验，将改性后的生物炭与铬（Ⅵ）污染土壤混合，测定不同条件下的吸附效果。

2. 结果与讨论（1）物理改性对吸附效果的影响：实验结果表明，经过高温炭化和活化处理的生物炭，其比表面积和孔隙结构得到显著提高，对铬（Ⅵ）的吸附能力也有明显增强。

这主要是由于生物炭的高比表面积和丰富的孔隙结构为其提供了大量的吸附位点。

（2）化学改性对吸附效果的影响：通过引入官能团或与其他材料复合的化学改性方法，可以进一步提高生物炭对铬（Ⅵ）的吸附能力。

这主要是因为改性过程中引入的官能团与铬（Ⅵ）发生络合反应，增强了生物炭对铬（Ⅵ）的亲和力。

同时，与其他材料的复合也提高了生物炭的稳定性和吸附性能。

（3）影响因素分析：吸附效果受pH值、温度、生物炭用量等因素的影响。

在适当的pH值和温度条件下，增加生物炭的用量可以显著提高对铬（Ⅵ）的吸附效果。

此外，不同种类的生物炭对铬（Ⅵ）的吸附能力也存在差异，这与其自身的物理化学性质有关。