生物炭/铁酸锰复合材料对铜锌复合污染土壤的稳定化效果及机制研究
发布时间：2021-08-11 03:12
重金属污染土壤问题日益严重,对其修复治理刻不容缓。本研究以农业废弃物玉米秸秆以及铁酸锰为原料,通过溶胶-凝胶法以含有丰富官能团的蛋白（-NH2和-COOH）为络合剂,经热解制备了一种新型的磁性生物炭-铁酸锰纳米复合材料（BC/FM）。通过SEM-EDS、XRD、VSM、FTIR、XPS等技术对其组成、形貌和结构等进行了表征。批量吸附Zn2+、Cu2+实验研究了pH值对BC/FM吸附效果的影响,同时研究了吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学。并通过实验室模拟土壤培养实验探讨BC/FM对土壤理化性质的影响以及对土壤中重金属锌铜的稳定化效果。实验结果表明:（1）铁酸锰可以有效地负载到生物炭上,且BC/FM含有丰富的官能团。磁性的BC/FM有利于从水介质中分离出来。吸附实验结果表明,BC/FM对Zn2+、Cu2+的吸附最佳pH值分别为5.0和6.0,并在90min达到吸附平衡。准二级动力学方程更好地描述了BC/FM对Zn2+、Cu2+吸附过程,...
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
2 实验材料与方法2.1 材料的制备a.将玉米秸秆取回后洗净、风干和破碎，所得粉末装袋备用。b.取 60 mL 左右的新鲜鸡蛋清置于烧杯中，使用搅拌器定速搅拌 20 分钟左右，直至鸡蛋清呈半固体状，再加入 4.7 mL 的 Mn(NO3)2溶液、8.013g 的 Fe(NO3)3颗粒，进行搅拌，待其反应过后放入超声波中震荡 30min。c. 再将 5g 磨碎的玉米秸秆置于烧杯中并搅拌均匀，60℃温度下干燥 12h。d. 300℃温度条件下在马弗炉内缺氧烧制 2h，到时间后取出，待冷却至室温，研磨、装袋备用。复合材料制备完成，将此材料命名为 BC/FM。e. 纯玉米秸秆烧制的材料命名为 BC。本实验中所使用的 BC 烧制条件为 300℃2h。BC/FM 的制备如流程图 1 所示，方法如下：
- 21 - 3.1 a.生物炭 b.铁酸锰 c.BC/FM d.BC/FM 近照的 SEM 图像 e.BC/FM 的 EDS 图像 3.1 为生物炭和铁酸锰的 SEM 图像，通过 SEM 分析能够直观地反映材料的。由图 3.1(a)中可以清晰地看到，生物炭的表面为光滑、蜂窝状的多孔结构孔结构有利于重金属的吸附。图 3.1(b)显示，铁酸锰颗粒之间团聚现象严得比表面积变小从而影响铁酸锰对重金属的吸附效果。而从图3.1(c)与图3.
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物炭负载纳米羟基磷灰石复合材料的制备及对铅离子的吸附特性[J]. 张连科,王洋,王维大,李玉梅,孙鹏,韩剑宏,姜庆宏. 化工进展. 2018(09)
[2]有色金属行业污染防治及减排之路探析[J]. 王明明,王静. 中国资源综合利用. 2018(05)
[3]磁性羟基磷灰石/生物炭复合材料的制备及对Pb2+的吸附性能[J]. 张连科,王洋,王维大,李玉梅,孙鹏,韩剑宏,姜庆宏. 环境科学学报. 2018(11)
[4]鄱阳湖河湖交错带重金属污染对微生物群落与多样性的影响[J]. 张建,黄小兰,张婷,郭秋平. 湖泊科学. 2018(03)
[5]7种改性水稻秸秆对溶液中Cd2+的吸附[J]. 梁昊,罗朝晖,赵海燕,冯元韬,梁永红,徐茂. 中国环境科学. 2018(02)
[6]不同形态锌、铜拌种对玉米苗期生长的影响[J]. 王龙,任士伟,李曰鹏,陈剑秋. 湖北农业科学. 2018(02)
[7]作物重金属铜污染的HHT边际谱特征与污染预测模型[J]. 程龙,杨可明,王晓峰,张伟,孙彤彤. 中国环境科学. 2018(01)
[8]钙基膨润土辅助对堆肥及土壤Cu、Zn形态转化和白菜吸收的影响[J]. 赵军超,王权,任秀娜,李荣华,Mukesh Kumar Awasthi,Altaf Hussain Lahori,张增强. 环境科学. 2018(04)
[9]生物炭修复高浓度铅锌污染土的试验研究[J]. 李雄威,刘正明,罗元喜,代国忠. 工业建筑. 2017(09)
[10]纳米铁酸锰吸附去除Cr（Ⅵ）的研究[J]. 伊晨宇,杭春亮,杨丽霞. 硅酸盐通报. 2017(09)
博士论文
[1]生物炭对水体和土壤环境中重金属铅的固持[D]. 刘国成.中国海洋大学 2014
硕士论文
[1]污泥基生物炭制备表征及土壤改良应用研究[D]. 姜秀艳.哈尔滨工业大学 2014
[2]菌糠菌肥在修复盐碱土和锌铜镍铬污染土壤中的应用研究[D]. 胡宗福.天津大学 2016
本文编号：3335328
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
2 实验材料与方法2.1 材料的制备a.将玉米秸秆取回后洗净、风干和破碎，所得粉末装袋备用。b.取 60 mL 左右的新鲜鸡蛋清置于烧杯中，使用搅拌器定速搅拌 20 分钟左右，直至鸡蛋清呈半固体状，再加入 4.7 mL 的 Mn(NO3)2溶液、8.013g 的 Fe(NO3)3颗粒，进行搅拌，待其反应过后放入超声波中震荡 30min。c. 再将 5g 磨碎的玉米秸秆置于烧杯中并搅拌均匀，60℃温度下干燥 12h。d. 300℃温度条件下在马弗炉内缺氧烧制 2h，到时间后取出，待冷却至室温，研磨、装袋备用。复合材料制备完成，将此材料命名为 BC/FM。e. 纯玉米秸秆烧制的材料命名为 BC。本实验中所使用的 BC 烧制条件为 300℃2h。BC/FM 的制备如流程图 1 所示，方法如下：
- 21 - 3.1 a.生物炭 b.铁酸锰 c.BC/FM d.BC/FM 近照的 SEM 图像 e.BC/FM 的 EDS 图像 3.1 为生物炭和铁酸锰的 SEM 图像，通过 SEM 分析能够直观地反映材料的。由图 3.1(a)中可以清晰地看到，生物炭的表面为光滑、蜂窝状的多孔结构孔结构有利于重金属的吸附。图 3.1(b)显示，铁酸锰颗粒之间团聚现象严得比表面积变小从而影响铁酸锰对重金属的吸附效果。而从图3.1(c)与图3.
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物炭负载纳米羟基磷灰石复合材料的制备及对铅离子的吸附特性[J]. 张连科,王洋,王维大,李玉梅,孙鹏,韩剑宏,姜庆宏. 化工进展. 2018(09)
[2]有色金属行业污染防治及减排之路探析[J]. 王明明,王静. 中国资源综合利用. 2018(05)
[3]磁性羟基磷灰石/生物炭复合材料的制备及对Pb2+的吸附性能[J]. 张连科,王洋,王维大,李玉梅,孙鹏,韩剑宏,姜庆宏. 环境科学学报. 2018(11)
[4]鄱阳湖河湖交错带重金属污染对微生物群落与多样性的影响[J]. 张建,黄小兰,张婷,郭秋平. 湖泊科学. 2018(03)
[5]7种改性水稻秸秆对溶液中Cd2+的吸附[J]. 梁昊,罗朝晖,赵海燕,冯元韬,梁永红,徐茂. 中国环境科学. 2018(02)
[6]不同形态锌、铜拌种对玉米苗期生长的影响[J]. 王龙,任士伟,李曰鹏,陈剑秋. 湖北农业科学. 2018(02)
[7]作物重金属铜污染的HHT边际谱特征与污染预测模型[J]. 程龙,杨可明,王晓峰,张伟,孙彤彤. 中国环境科学. 2018(01)
[8]钙基膨润土辅助对堆肥及土壤Cu、Zn形态转化和白菜吸收的影响[J]. 赵军超,王权,任秀娜,李荣华,Mukesh Kumar Awasthi,Altaf Hussain Lahori,张增强. 环境科学. 2018(04)
[9]生物炭修复高浓度铅锌污染土的试验研究[J]. 李雄威,刘正明,罗元喜,代国忠. 工业建筑. 2017(09)
[10]纳米铁酸锰吸附去除Cr（Ⅵ）的研究[J]. 伊晨宇,杭春亮,杨丽霞. 硅酸盐通报. 2017(09)
博士论文
[1]生物炭对水体和土壤环境中重金属铅的固持[D]. 刘国成.中国海洋大学 2014
硕士论文
[1]污泥基生物炭制备表征及土壤改良应用研究[D]. 姜秀艳.哈尔滨工业大学 2014
[2]菌糠菌肥在修复盐碱土和锌铜镍铬污染土壤中的应用研究[D]. 胡宗福.天津大学 2016
本文编号：3335328
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