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碳酸钠改性水葫芦生物炭及其对离子型稀土矿地表水中Pb^(2+)和Ni^(2+)的吸附
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作者 叶成宇 马星宇 +4 位作者 束鑫 张华林 彭正壮 李庭刚 袁文静 《环境化学》 北大核心 2025年第3期991-1005,共15页
水葫芦制备的生物炭(WHBC)因其多孔结构、丰富的化学表面基团和矿物组成而被认为具有较大的环境修复潜力.为更大程度提升WHBC对重金属离子的吸附能力,本研究以水葫芦为原料,碳酸钠为化学活化剂,采用浸渍法并在高温下热解得到碳酸钠改性... 水葫芦制备的生物炭(WHBC)因其多孔结构、丰富的化学表面基团和矿物组成而被认为具有较大的环境修复潜力.为更大程度提升WHBC对重金属离子的吸附能力,本研究以水葫芦为原料,碳酸钠为化学活化剂,采用浸渍法并在高温下热解得到碳酸钠改性水葫芦生物炭(SWHBC),并以Pb^(2+)和Ni^(2+)的吸附性能为考察对象,在单因素实验的基础上,采用响应曲面法-Box-Behnken Design(BBD)设计对改性生物炭材料的加热时间、加热温度和浸渍质量比(Na2CO_(3)/WH,g·g^(−1))等3种基本制备条件进行优化.结果表明,最佳制备条件是浸渍质量比为1.41、温度为421.79℃和加热时间为2.90 h.最优条件下所制备的SWHBC对Pb^(2+)和Ni^(2+)的实际吸附量分别为758.42 mg·g^(−1)和118.19 mg·g^(−1).用拟二级动力学模型和Langmuir模型能更好地拟合吸附过程,获得的SWHBC对Pb^(2+)和Ni^(2+)最大理论吸附能力分别为1247.085 mg·g^(−1)和147.091 mg·g^(−1).采用SEM、BET、EA、XRD以及FTIR对WHBC和SWHBC的形貌、比表面积、元素组成、矿物类型和官能团进行表征.结果表明,碳酸钠在热解过程中产生化学活化促进生物炭比表面积、极性和含氧官能团的增加,通过极性官能团和含氧官能团与重金属的络合作用以及孔隙扩散吸附重金属.并且碳酸钠和水葫芦中的KCl和CaCO_(3)反应生成的Nyerereite矿物在吸附过程中参与了离子交换和共沉淀作用.因此SWHBC吸附重金属离子的主要机理包括离子交换、共沉淀、表面络合作用和孔隙扩散.SWHBC对离子型稀土矿山受污染地表水中多种金属离子具有显著去除效果,其中对Pb^(2+)和Ni^(2+)的去除率达到了99.98%和88.77%,处理后Pb^(2+)的浓度达到了《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)Ⅰ类水标准,表明本研究所制备材料是一种去除受污染水体中Pb^(2+)和Ni^(2+)的有效吸附剂. 展开更多
关键词 水葫芦 碳酸钠 生物炭 重金属 吸附机理 响应面法
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微生物发酵在天然α-葡萄糖苷酶抑制剂研究中的应用进展 被引量：1
2
作者 邱卫华 刘瑾如 《化学与生物工程》 CAS 北大核心 2024年第12期15-23,共9页
糖尿病一直是严重威胁人类健康及生活质量的疾病,α-葡萄糖苷酶抑制剂(α-glucosidase inhibitors,AGI)是治疗Ⅱ型糖尿病的首选药物,但目前临床常用的AGI药物受到成本相对较高且有显著不良反应的困扰。降糖植物是获得低副作用、多靶点... 糖尿病一直是严重威胁人类健康及生活质量的疾病,α-葡萄糖苷酶抑制剂(α-glucosidase inhibitors,AGI)是治疗Ⅱ型糖尿病的首选药物,但目前临床常用的AGI药物受到成本相对较高且有显著不良反应的困扰。降糖植物是获得低副作用、多靶点、高催化活性的天然AGI的重要来源,利用微生物强大的代谢网络和丰富的酶系提高降糖植物中AGI活性物质含量及生物活性、经过生物转化获得新型AGI已成为研究热点。探究了微生物发酵对降糖植物AGI活性物质的转化作用,并对微生物发酵在提高降糖植物α-葡萄糖苷酶抑制活性的应用进展进行了综述,为进一步深入挖掘和研发高效安全的天然AGI药物提供了参考。 展开更多
关键词 糖尿病 α-葡萄糖苷酶抑制剂(AGI) 微生物发酵 降糖植物
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