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负载铁生物炭对雄黄矿尾渣砷的钝化效果 被引量：5
1
作者 杜艳艳 王欣 +3 位作者 谢伟城 肖瑶 王侠 何香艳 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期159-165,共7页
湖南石门雄黄矿矿区内大量As含量极高的尾渣,严重威胁着当地环境安全与居民生命健康.为推动实现对雄黄矿高As尾渣的稳定化处理,系统分析了Fe BC(负载铁生物炭)对雄黄矿尾渣中As的钝化效果,并对Fe BC钝化As的发生机制进行探讨.结果表明:... 湖南石门雄黄矿矿区内大量As含量极高的尾渣,严重威胁着当地环境安全与居民生命健康.为推动实现对雄黄矿高As尾渣的稳定化处理,系统分析了Fe BC(负载铁生物炭)对雄黄矿尾渣中As的钝化效果,并对Fe BC钝化As的发生机制进行探讨.结果表明:水平振荡试验和合成沉降浸出试验(synthetic precipitation leaching procedure,SPLP)中尾渣As的浸出浓度分别为103.7和173.5 mg/L;Fe BC的加入〔矿渣与Fe BC的比例(w/w)为4∶1〕使尾渣中As的浸出浓度降低72.2%~79.2%.在以模拟酸雨为淋溶液的柱试验中,Fe BC处理使淋出液中ρ(As)下降79.1%~99.3%,As淋失总量减少92.8%,但酸雨淋溶量的持续增加使出水中ρ(As)随p H的降低而缓慢上升.FTIR(傅里叶红外光谱)分析发现,Fe BC表面负载的Fe原子通过羟基与砷酸根之间的配位基交换作用吸附As是Fe BC高效钝化尾渣中As的关键机制;同时,生物炭载体表面含氧官能团还可能通过氢键与As氧合阴离子或分子发生了吸附反应.研究显示,Fe BC在钝化雄黄矿尾渣中高含量As方面具有突出优势,可用于快速降低矿渣中As的浸出毒性;但在长期酸雨淋溶条件下,可能需要设置酸度缓冲层以充分保障Fe BC钝化As作用的稳定性和持久性. 展开更多
关键词 AS 雄黄矿尾渣 负载铁生物炭 酸性淋溶
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负载铁生物炭的制备、表征及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能 被引量：10
2
作者 康宁 毛磊 +2 位作者 张宇 梁文懂 马毅 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2020年第3期185-193,共9页
以小麦秸秆为原料热解制备生物炭,分别用FeSO4/FeCl3和FeCl3对生物炭进行表面改性。表征结果显示,改性生物炭表面存在磁性颗粒和Fe—O基团,负载铁后生物炭的比表面积和总孔体积显著增大。吸附实验结果表明,改性后生物炭吸附Cr(Ⅵ)的吸... 以小麦秸秆为原料热解制备生物炭,分别用FeSO4/FeCl3和FeCl3对生物炭进行表面改性。表征结果显示,改性生物炭表面存在磁性颗粒和Fe—O基团,负载铁后生物炭的比表面积和总孔体积显著增大。吸附实验结果表明,改性后生物炭吸附Cr(Ⅵ)的吸附性能优于未改性生物炭,且以FeSO4/FeCl3改性的生物炭吸附性能更佳,在Cr(Ⅵ)溶液初始pH为2、初始浓度为100 mg·L^-1、温度为30℃、振荡速率为150 r·min-1、生物炭投加量为4 g·L^-1、吸附时间为48 h的条件下,FeSO4/FeCl3改性的生物炭对Cr(Ⅵ)的去除率达93.9%;负载铁生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附符合拟二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。 展开更多
关键词 负载铁生物炭 小麦秸秆 表面改性 Cr(Ⅵ)吸附 吸附动力学 吸附性能
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生物炭负载纳米零价铁添加对人工湿地甲烷排放的影响
3
作者 毕玉翠 刘福兴 +4 位作者 付子轼 王俊力 何世颖 乔红霞 黄小敏 《环境科学研究》 北大核心 2025年第6期1205-1216,共12页
人工湿地中甲烷(CH_(4))排放是一个不可忽视的问题。生物炭负载纳米零价铁(nZVI-BC)由于其独特的性质能影响人工湿地CH_(4)排放。在温室内构建三组人工湿地,分别为对照组(砾石)、1%nZVI-BC组(1%nZVI-BC+砾石)和2%nZVI-BC组(2%nZVI-BC+砾... 人工湿地中甲烷(CH_(4))排放是一个不可忽视的问题。生物炭负载纳米零价铁(nZVI-BC)由于其独特的性质能影响人工湿地CH_(4)排放。在温室内构建三组人工湿地,分别为对照组(砾石)、1%nZVI-BC组(1%nZVI-BC+砾石)和2%nZVI-BC组(2%nZVI-BC+砾石),基于静态箱-气相色谱法研究不同nZVI-BC添加量对人工湿地CH_(4)排放的影响;同时,利用荧光定量PCR和高通量测序技术,研究产CH_(4)菌、CH_(4)氧化菌功能基因丰度及群落结构,揭示nZVI-BC影响人工湿地CH_(4)排放的内在机制。结果表明:①对照组、1%nZVI-BC组和2%nZVI-BC组人工湿地的CH_(4)平均排放通量分别为0.55、0.22和0.35 mg(以C计)/(m^(2)·h)。②1%nZVI-BC组中,出水溶解性有机碳(DOC)浓度最高,CH_(4)氧化菌的Shannon-Wiener指数和广甲基营养菌属(CH_(4)氧化菌)的相对丰度也达最大值。③人工湿地的CH_(4)平均排放通量与CH_(4)氧化菌的Shannon-Wiener指数和广甲基营养菌属的相对丰度均呈负相关。④人工湿地的出水DOC浓度与CH_(4)氧化菌的Shannon-Wiener指数和广甲基营养菌属的相对丰度均呈正相关。因此,添加nZVI-BC主要通过增加人工湿地的DOC浓度,从而提高CH_(4)氧化菌的多样性及广甲基营养菌属的相对丰度。CH_(4)氧化菌多样性及广甲基营养菌属相对丰度的提高进一步增强了CH_(4)氧化过程,最终实现CH_(4)减排。研究显示,nZVI-BC的添加量需控制在适当范围内,其中添加1%的nZVI-BC对人工湿地CH_(4)的减排效果最为显著。 展开更多
关键词 生物炭负载纳米零价铁(nZVI-BC) 人工湿地 甲烷排放 产甲烷菌 甲烷氧化菌
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生物炭负载纳米零价铁催化降解亚甲基蓝性能研究及机理分析 被引量：3
4
作者 闫敏琪 韩玉 +1 位作者 杨淳轲 史惠祥 《浙江大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期355-369,共15页
为提升纳米零价铁在类芬顿反应体系中的催化能力,减少团聚现象,采用液相还原法制备了生物炭负载纳米零价铁材料(nZVI@BC)。通过表征、亚甲基蓝降解实验,探究材料性能、降解最佳条件及作用机理。结果表明,纳米零价铁(nZVI)均匀分布于生... 为提升纳米零价铁在类芬顿反应体系中的催化能力,减少团聚现象,采用液相还原法制备了生物炭负载纳米零价铁材料(nZVI@BC)。通过表征、亚甲基蓝降解实验,探究材料性能、降解最佳条件及作用机理。结果表明,纳米零价铁(nZVI)均匀分布于生物炭表面,且材料纯度较高、稳定性较好。在降解实验中,降解100 mg·L^(-1)亚甲基蓝溶液的最佳反应条件为25℃、初始pH=3、nZVI@BC投加量30 mg·L^(-1)、H2O2投加浓度4 mmol·L^(-1),10 min内几乎完全降解。在降解过程中,·OH起主要作用,发色官能团首先断裂,随后芳环结构被破坏,最终彻底降解。且nZVI@BC循环使用性能较好,3次循环后亚甲基蓝去除率仍达85%以上。在印染废水处理实验中,nZVI@BC处理效果良好,当H2O2投加浓度为0.9 mmol·L^(-1)、nZVI@BC投加量为60 mg·L^(-1)、pH≤4.5时,出水化学需氧量(CODcr)可降至50 mg·L^(-1)以下,达到回用水标准。 展开更多
关键词 纳米零价铁 类芬顿反应 亚甲基蓝 生物炭负载纳米零价铁
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覆膜条件下铁改性磷负载生物炭对花生磷素利用及产量的影响 被引量：2
5
作者 夏桂敏 刘宇庭 +3 位作者 罗秀兰 逄彧广 郑俊林 迟道才 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第20期176-187,共12页
为探究覆膜条件下铁改性磷负载生物炭对花生植株磷素利用及产量的影响,该研究于2021和2022年设置盆栽裂区试验,研究不同覆膜方式(覆膜处理(M1)和无膜处理(M0))下,铁改性磷负载生物炭处理(常规施磷量+无生物炭处理(P1C0)、3/4常规施磷量+... 为探究覆膜条件下铁改性磷负载生物炭对花生植株磷素利用及产量的影响,该研究于2021和2022年设置盆栽裂区试验,研究不同覆膜方式(覆膜处理(M1)和无膜处理(M0))下,铁改性磷负载生物炭处理(常规施磷量+无生物炭处理(P1C0)、3/4常规施磷量+7.5 t/hm^(2)铁改性磷负载生物炭处理(P2C1)、3/4常规施磷量+15 t/hm^(2)铁改性磷负载生物炭处理(P2C2)、2/3常规施磷量+7.5 t/hm^(2)铁改性磷负载生物炭(P3C1)、2/3常规施磷量+15 t/hm^(2)铁改性磷负载生物炭(P3C2))对花生植株叶绿素含量、净光合速率、干物质积累量、磷素利用、土壤有效磷含量及花生产量的影响。研究结果表明,与M0处理相比,M1处理下花生苗期、花针期、结荚期和饱果期叶绿素含量与净光合速率分别提高了7.6%和29.1%、12.4%和25.9%、14.9%和16.0%、6.5%和14.8%,饱果期干物质积累量和产量分别提高了17.7%和18.8%(2 a平均)。同一覆膜方式下,从苗期至饱果期,花生净光合速率和土壤有效磷含量呈先升高后降低的趋势,在花针期达到最大值。与P1C0处理相比,P2C1处理饱果期土壤有效磷含量、花生植株磷素积累量、干物质积累量及产量分别显著提高了为13.5%、14.3%、6.5%和10.2%(2 a平均)。不同覆膜方式和铁改性磷负载生物炭处理中,M1P2C1处理土壤有效磷含量、植株磷素积累量、饱果期干物质量及产量均为最优,花生产量较M0P1C0处理(常规处理)提高了40.4%(2 a平均)。因此,覆膜处理结合3/4常规施磷量和7.5 t/hm^(2)铁改性磷负载生物炭可通过提高土壤有效磷含量,促进植株对磷素的吸收利用,增加叶绿素含量,提高光合作用和干物质积累量,最终实现花生增产。研究结果可为花生田减磷增效生产提供理论参考。 展开更多
关键词 覆膜 产量 铁改性磷负载生物炭 磷素利用 土壤有效磷 花生
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生物炭负载纳米零价铁活化过硫酸盐降解水中菲的性能研究 被引量：2
6
作者 周来 王一臣 +2 位作者 李丹琼 张洁慧 朱雪强 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期4283-4294,共12页
生物炭负载纳米铁(BC@nZVI)是一种新型的高效非均相活化材料,可活化过硫酸盐(PS)进行原位化学氧化,去除焦化场地等复杂污染场地中的多环芳烃。针对BC@nZVI活化PS对菲(PHE)降解性能及影响因素,基于液相还原法制备BC@nZVI,采用BET比表面... 生物炭负载纳米铁(BC@nZVI)是一种新型的高效非均相活化材料,可活化过硫酸盐(PS)进行原位化学氧化,去除焦化场地等复杂污染场地中的多环芳烃。针对BC@nZVI活化PS对菲(PHE)降解性能及影响因素,基于液相还原法制备BC@nZVI,采用BET比表面积测试、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射技术、傅里叶变换红外光谱等表征BC@nZVI的孔隙结构、表观形貌、元素分布、结构形态、物相组成、官能团等特性,研究BC@nZVI铁碳比、BC@nZVI投加量、PHE初始浓度、PS浓度等因素对BC@nZVI活化PS降解PHE的影响。采用准一级动力学模型评估PHE的降解动态,采用电子顺磁共振(EPR)确定BC@nZVI/PS体系中的自由基。研究结果表明,BC可有效负载nZVI并缓解nZVI的团聚,有利于提高对PS的活化效率;铁碳比为1:4(质量比)的BC@nZVI活化PS降解PHE的效果最优,在PHE初始质量浓度为1 mg/L、PS浓度为1.6 mmol/L、BC@nZVI投加量为0.6 g/L的最佳条件下,PHE的降解率达到94.59%。PHE的降解率随着PHE初始质量浓度的升高而降低;在酸性环境下的PHE降解效果优于中性及碱性环境下的PHE降解效果。BC@nZVI/PS体系中的活性物种主要有SO_(4)~-·、·OH和O_(2)~-·。 展开更多
关键词 生物炭负载纳米零价铁 过硫酸盐 菲 活化 原位化学氧化
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铁还原条件下铁负载生物质炭固定三价砷的能力及其稳定性 被引量：5
7
作者 朱晓东 杨敏 +2 位作者 吴松 施维林 周东美 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期2735-2742,共8页
为研究还原条件下铁负载生物质炭固定三价砷[As(Ⅲ)]的能力及其自身稳定性,首先探究了铁负载生物质炭介导铁还原菌(Shewanella oneidensis MR-1)还原含As(Ⅲ)的水铁矿[As(Ⅲ)-FH]时对As(Ⅲ)的释放和固定能力;其次评估了铁还原菌的还原... 为研究还原条件下铁负载生物质炭固定三价砷[As(Ⅲ)]的能力及其自身稳定性,首先探究了铁负载生物质炭介导铁还原菌(Shewanella oneidensis MR-1)还原含As(Ⅲ)的水铁矿[As(Ⅲ)-FH]时对As(Ⅲ)的释放和固定能力;其次评估了铁还原菌的还原作用对铁负载生物质炭固定As(Ⅲ)稳定性的影响。研究表明,400~700℃制备的铁负载生物质炭在好氧条件下可以吸附0.94~1.63 mg·g^-1的As(Ⅲ)。在As(Ⅲ)-FH还原体系中,随着铁负载生物质炭制备温度的提升:0~400 h时,铁负载生物质炭加速S.oneidensis MR-1还原As(Ⅲ)-FH释放二价铁和As(Ⅲ)的能力也逐渐提升;在400~646 h,分别加速溶液中的Fe^2+沉淀生成蓝铁矿和菱铁矿,以及As(Ⅲ)的部分固定,在646 h时As(Ⅲ)的固定量为0.211~0.676 mg·g^-1。在铁负载生物质炭固定As(Ⅲ)稳定性评估体系中:铁还原菌的还原作用虽然会导致铁负载生物质炭中磁铁矿还原转化生成蓝铁矿和菱铁矿,但却可以在342 h内提升固定As(Ⅲ)的能力,达到2.16~2.29 mg·g^-1。因而在铁还原菌构建的还原生境中,铁负载生物质炭的As(Ⅲ)固定能力在342 h的短期内呈现增加的趋势,而在646 h的长时间培养条件下As(Ⅲ)的固定能力逐渐降低。通过构建简单的铁还原生境,评估了铁负载生物质炭在还原环境中固定As(Ⅲ)的潜能,为稻田土壤砷污染阻控材料的筛选提供了一种评估方法。 展开更多
关键词 铁负载生物质炭 氧化还原特性 三价砷 铁还原 微生物胞外电子传递
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修复氯代烃污染的生物炭负载纳米零价铁制备条件优化实验 被引量：4
8
作者 王祥 邓绍坡 +1 位作者 李川 万金忠 《生态与农村环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第12期1626-1632,共7页
通过液相还原法制备花生壳生物炭负载纳米零价铁材料(nZVI/BC),并采用元素分析、比表面积和扫描电镜等多种表征方法以获得其结构性质,研究了nZVI/BC材料对3种常见的氯代有机污染物(三氯甲烷、氯苯、三氯乙烯)混合配制的模拟地下水中污... 通过液相还原法制备花生壳生物炭负载纳米零价铁材料(nZVI/BC),并采用元素分析、比表面积和扫描电镜等多种表征方法以获得其结构性质,研究了nZVI/BC材料对3种常见的氯代有机污染物(三氯甲烷、氯苯、三氯乙烯)混合配制的模拟地下水中污染物的去除效果。结果表明,300℃热解的花生壳生物炭(BC)收益率最高,为44.07%,结构上相对而言保存较完整;纳米零价铁(nZVI)在花生壳BC表面负载较均匀,没有出现大的团聚,呈现链状结构。投加量相同时,炭铁质量比为2∶1的复合材料对混合污染物的整体去除效果较好,对三氯甲烷的去除率为66.59%,三氯乙烯为72.40%,氯苯为74.85%。 展开更多
关键词 生物炭 生物炭负载纳米零价铁 氯代污染物 地下水
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