竹炭改性实验方案(第六次)

实验目的：1. 了解竹炭的化学成分及其在实验中的性质。

2. 探究竹炭的吸附性能。

3. 分析竹炭在化学实验中的应用。

实验时间：2023年X月X日实验地点：化学实验室实验材料：1. 竹炭样品2. 水溶液（如氯化钠溶液、硫酸铜溶液等）3. 烧杯、漏斗、滤纸、滴管、玻璃棒等实验器材实验步骤：1. 样品准备：将竹炭样品研磨成粉末，过筛，取一定量的竹炭粉末备用。

2. 吸附实验：a. 准备氯化钠溶液和硫酸铜溶液，分别加入烧杯中。

b. 取适量竹炭粉末，加入氯化钠溶液中，观察溶液颜色的变化，记录吸附前后的颜色变化。

c. 取适量竹炭粉末，加入硫酸铜溶液中，观察溶液颜色的变化，记录吸附前后的颜色变化。

3. 吸附速率实验：a. 将竹炭粉末加入一定量的氯化钠溶液中，开始计时。

b. 在不同时间点取样，过滤，测量滤液中氯化钠的浓度，绘制吸附速率曲线。

4. 吸附等温线实验：a. 将不同浓度的氯化钠溶液分别加入烧杯中。

b. 取适量竹炭粉末，加入氯化钠溶液中，达到吸附平衡后，过滤，测量滤液中氯化钠的浓度。

c. 绘制吸附等温线。

实验结果：1. 吸附实验：a. 氯化钠溶液中，竹炭粉末吸附后，溶液颜色由无色变为淡黄色。

b. 硫酸铜溶液中，竹炭粉末吸附后，溶液颜色由蓝色变为淡绿色。

2. 吸附速率实验：竹炭粉末对氯化钠的吸附速率较快，在前10分钟内吸附率达到80%以上。

3. 吸附等温线实验：竹炭粉末对氯化钠的吸附等温线符合Langmuir吸附模型。

实验分析：1. 竹炭粉末具有较好的吸附性能，能有效地吸附氯化钠和硫酸铜等物质。

2. 竹炭粉末对氯化钠的吸附速率较快，说明其具有较大的比表面积和较强的吸附能力。

3. 竹炭粉末对氯化钠的吸附等温线符合Langmuir吸附模型，说明其吸附过程受化学吸附作用的影响。

实验结论：1. 竹炭粉末是一种具有良好吸附性能的吸附剂，可用于处理水中的污染物。

2. 竹炭粉末在化学实验中具有广泛的应用前景。

注意事项：1. 实验过程中，注意操作规范，确保实验安全。

生物竹炭的改性方法1、改性背景：对处理微污染水起作用最大的是废水中原有的自生微生物菌种，因为微污染水中污染物负荷超过了微生物的自净能力，故使水体无法得到净化，若能在填料上大面积的附着该微生物，使污水经过该填料，微生物便会对废水起到最大的净化作用。

因此，生物改性竹炭的出发点就是将处理水体中的微生物接种到竹炭上。

目前，对竹炭的生物改性主要有人工挂膜和自然挂膜两种方法，结合实际情况，在本项目中对竹炭的生物改性采用人工和自然方式相结合的方法进行。

2、改性原理：人工挂膜原理为不停的使真空箱内的压力在正负大气压之间变换，在正负压的作用下，装置内的挂膜水会不停的冲击竹炭内空隙，一方面可以排空竹炭空隙间的空气，另一方面，水流的冲击作用会打开竹炭内封闭的空隙，水流会停留在竹炭空隙内一段时间，以便使挂膜水中的微生物能生长在竹炭空隙内。

3、改性装置：改性装采用密闭有机玻璃结构，80c m×80cm×80cm的正方体结构，两天留有真空抽气孔和鼓风进气孔。

具体装置示意图如下：图1 生物竹炭改性装置4、改性步骤：（1）将待改性竹炭颗粒放置于真空接种箱内，同时接种箱内引进待处理原水至竹炭颗粒完全浸没。

（2）自然挂膜阶段，打开真空接种箱的空气阀门，使接种装置与大气相通，同时向接种箱内投加适合微生物生长的环境改良剂和一定的营养物质，静止培养7-10天。

（3）人工挂膜阶段，抽负压阶段：关闭接种箱空气阀门、阀门1和阀门3，打开阀门2，开启抽真空装置，由限压阀1控制接种箱内真空度为负5个大气压4小时。

抽正压阶段：打开阀门1和阀门3，关闭阀门2，向接种箱内压入空气由限压阀2控制接种箱内压力为正5个大气压4小时。

如此循环5次，持续人工挂膜时间是5天左右。

5、挂膜结果监测：采用PCR-DGGE，检测竹炭空隙内是否附着生长所需的微生物，检测见过如下：。

氧等离子体对竹炭表面的改性研究吴光前;戴阳;万京林;张齐生【期刊名称】《林业科技开发》【年(卷),期】2016(001)003【摘要】采用氧等离子体对竹炭进行了3种不同时间的改性,分析和评价改性前后竹炭的表面性质变化.扫描电镜照片显示改性前后竹炭的表面微观形貌没有发生明显的变化;红外光谱分析表明改性前后的竹炭表面基团种类未发生明显变化,但是在3 440 cm-1处的吸收峰强度明显提高;比表面积和孔径分布结果表明,改性时间为8和16 min的竹炭比表面积、总孔容积、微孔容积和微孔表面积相比未改性竹炭有较大幅度增加,提高幅度分别达到24.95％,19.50％,16.26％和14.92％;X射线光电子能谱分析表明,改性后竹炭的表面氧原子百分比从改性前的19％增加到45％左右,并且氧原子在竹炭表面的基团结合形式随着改性时间的延长而发生变化.Bohem 滴定的结果表明,改性后竹炭表面的酸性明显增加,并且主要表现为羧基数量的增加.因此,氧等离子体对竹炭材料表面性质具有明显的改善作用.【总页数】6页(P48-53)【作者】吴光前;戴阳;万京林;张齐生【作者单位】南京林业大学,南京210037;南京苏曼等离子科技有限公司,南京210004;南京苏曼等离子科技有限公司,南京210004;南京林业大学,南京210037【正文语种】中文【中图分类】TQ424.1【相关文献】1.氧等离子体对竹炭表面的改性研究 [J], 吴光前;戴阳;万京林;张齐生;2.低温氧等离子体对PET薄膜的表面改性研究 [J], 解林坤;杜官本;代沁伶;柴希娟;刘刚连3.玄武岩纤维的低温等离子体表面改性研究 [J], 李琦娴;杨建忠;焦海娟4.Nd:YAG晶体表面性能等离子体改性研究 [J], 曹发祥;孔金星;杜东兴5.低温等离子体改善血液透析中空纤维膜——(Ⅰ)氧等离子体对聚丙烯中空纤维膜的表面改性 [J], 杨明京;周成飞;乐以伦因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

生物改性竹炭对污水净化效果的研究周建斌1叶汉玲1张合玲1张齐生2*(1南京林业大学化学工程学院江苏南京2南京林业大学竹材工程研究中心210037)摘要:对不同最终炭化温度（300～700℃）的竹炭进行比表面的测定，结果表明炭化温度为700℃的竹炭具有较大的比表面积（385m2/g）。

将炭化温度为700℃的竹炭进行生物改性处理，利用竹炭本身的吸附能力及微生物菌群的生物降解作用，对污水进行处理，实验结果表明：生物改性竹炭对污水中COD去除率达到94.00%，氨氮的去除率达到96.67%，色度去除率达到88.73%，浊度去除率达到92.56%。

通过扫描电镜分析生物改性竹炭，观察到竹炭的表面和内部孔隙均分布着丰富的微生物菌群。

可见，以竹炭作为载体，为微生物聚集、繁殖生长提供了良好的场所，在适当的温度及营养条件下，能够同时发挥竹炭的吸附作用和微生物的生物降解作用，使水质得到净化。

关键词:生物改性竹炭；污水；净化Study of Biological Bamboo Charcoal in Waste Water Puri cationZhou Jianbin1,Y e Hanling1,Zhang Heling1,Zhang Qisheng2*(1College of Chemical Engineering,Nanjing Forestry University,Nanjing,China2Bamboo Engineering Research Center,Nanjing Forestry University210037)Abstr act:The specific surface area was tested for bamboo charcoals with different final carbonization temperature,and the result showed that when carbonization temperature of bamboo charcoal reached700℃, the bamboo charcoal had larger speci c surface area(385m2/g).After biologic treatment,the bamboo charcoal with the carbonization tempertature of700℃was used to treat water by makin use of the adsorption ability of bamboo charcoal and the biodegradation of microorganisms.The experiments showed that by using biological bamboo charcoal,the removal rate of COD,ammonia-nitrogen,chroma,and turbidity respectively reached 94.00%,96.67%,88.73%and92.56%.From the SEM,the surface and interior pores of bamboo provides with abundant microorganism.It can be proved bamboo charcoal provided a good place for the microorganism propagation and growth as a carrier,and it can be give play to adsorption ability of bamboo charcoal and bio-degradation of microorganism made at the same time at a proper temperature and nutrient condition,which help purify waster water.Key Wor ds:biological bamboo charcoal,waste water,puri cation竹炭是竹材热解的产物。

本技术是生物改性竹炭的制备方法，包括如下步骤：1）竹炭微生物固化装置装填了在9001100℃条件下烧制的竹炭；2）烧制的竹炭经破碎后，筛分出直径为4~5mm的颗粒；3）将筛分出来的竹炭放在竹炭微生物固化装置中的真空接种箱内；4）在真空接种箱内引进工程微生物HI DEM菌剂，菌剂与原水混合比例为1/1000体积比，使稀释培养液浸没竹炭颗粒，投菌量与竹炭比例为40mL培养液/10g竹炭；5）采用循环增减大气压方法处理接种箱；6）采用静止培养的方法处理接种箱，为710天。

优点：制备得到固定化微生物竹炭，采用脂磷法对生物量进行测定，结果表明本方法有效，可满足生物竹炭接触过滤床固定化微生物数量需求。

技术要求1.生物改性竹炭的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1）竹炭微生物固化装置装填了在900-1100℃条件下烧制的竹炭；2）将烧制的毛竹竹炭经破碎后，筛分出直径为4~5mm的颗粒；3）将筛分出来的毛竹竹炭颗粒放在竹炭微生物固化装置中的真空接种箱内；4）在真空接种箱内引进工程微生物HI-DEM菌剂，菌剂与原水混合比例为1/1000体积比，使稀释培养液浸没竹炭颗粒，投菌量与竹炭比例为40mL培养液/10g竹炭；5）采用循环增减大气压方法处理接种箱；6）采用静止培养的方法处理接种箱，时间为7-10天；所述采用循环增减大气压方法处理接种箱，包括如下步骤：1）通过真空抽气泵对竹炭微生物固定装置进行抽负压；2）关闭真空接种箱的空气阀门、A阀门和C阀门，打开B阀门，开启抽真空装置；3）由A限压阀控制接种箱内真空度为负1个大气压4小时；4）进行加正压，打开A阀门和C阀门，关闭B阀门，向接种箱内压入空气，由B限压阀控制接种箱内压力为正1个大气压4小时；5）重复步骤1）至4），循环5次；竹炭微生物固化装置，其结构是：真空抽气泵一路通过C阀门、B限压阀进入真空接种箱；所述竹炭微生物固化装置其结构是真空抽气泵的另一路通过B阀门、A限压阀进入真空接种箱；真空抽气泵与B阀门间是A阀门，真空接种箱上设空气阀门盖。

改性竹炭对活性染料废水的吸附脱色性能研究陈镇;欧阳立;汪南方;张帆【摘要】采用CaCl2化学浸渍法对普通竹炭进行改性,并将其用于模拟活性染料废水的吸附脱色,考察了脱色工艺条件的影响.结果表明:改性后,竹炭的吸附性能可以提高4倍以上;在实验范围内,脱色率随改性竹炭用量的增加而显著增大(当用量达到2.5 g时,脱色率接近100％);脱色率随处理时间的延长而逐渐增大(当处理时间为12h时,脱色率接近90％);吸附脱色实验宜在酸性条件下进行,最佳的pH值为5,温度对脱色影响较小.【期刊名称】《上海化工》【年(卷),期】2015(040)004【总页数】4页(P13-16)【关键词】竹炭;改性;染料废水;脱色【作者】陈镇;欧阳立;汪南方;张帆【作者单位】湖南工程学院化学化工学院湖南湘潭 411104;湖南大学环境科学与工程学院湖南长沙 410082;日本株式会社中央发明研究所上海代表处上海201700;湖南工程学院化学化工学院湖南湘潭 411104;湖南工程学院化学化工学院湖南湘潭 411104【正文语种】中文【中图分类】TB34活性染料是我国纺织染整加工行业应用的主要染料品种之一，由于其固色率低，在染色后易形成具有“三高”［色度高、浓度高、化学耗氧量（COD）高］特点的废水。

据最新资料统计，印染行业排放的废水量位居全国各工业部门废水排放总量的第三位，约1.20×109m3/a，废水中污染物排放总量（以COD计）位于各工业部门的第四位，已成为我国污水排放最为严重的产业之一。

按最新的《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB 4287—2012）要求考核，纺织染整废水达标率不足60%，处理后的废水回用率不足10%。

大量染料废水进入我国水体环境，已严重威胁我国水环境安全。

竹炭是天然可再生的多孔材料，孔结构发达、比表面积大、吸附性能优良、原料来源广、成本低，是一种理想的新型吸附材料。

其结构内部含有硅的氧化物，因此机械强度较高，表面的羧基和以内酯形态存在的羰基、酚羟基等含氧官能团，使其在环境保护、医学和食品等领域的应用前景越来越广阔。

专利名称：一种改性竹炭及其制备方法和应用
专利类型：发明专利
发明人：庄晓伟,陈顺伟,潘炘,蒋应梯,于海霞,刘亚群,王进,张文福
申请号：CN201810379825.7
申请日：20180425
公开号：CN108479706A
公开日：
20180904
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种改性竹炭的制备方法。

本发明通过对竹材进行热处理，使所得竹炭的密度高，微孔比例(特别是孔径小于0.1nm微孔的比例)大，平均孔径为1.0～3.0nm，总孔容积为0.20～0.50cm/g，微孔容积为0.12～0.35cm/g，密度为1.0～1.2g/cm；通过对制备的竹炭进行改性处理，能够提高竹炭表面羧基、羟基、酯基等含氧官能团的含量，增强竹炭捕集阳离子的能力。

将本发明提供的改性竹炭应用于处理高铁离子含量废水，铁离子去除率高，且处理效率高。

申请人：浙江省林业科学研究院
地址：310000 浙江省杭州市西湖区留和路399号
国籍：CN
代理机构：北京高沃律师事务所
代理人：刘奇
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