Fe_(3)O_(4)-氮掺杂生物炭材料催化芬顿反应吸附有机污水中磷酸根离子的研究

以竹粉废料为原料,利用尿素热解制得氮掺杂生物炭(NBC),再通过原位沉积法在生物炭表面生长纳米Fe_(3)O_(4),得到Fe_(3)O_(4)-氮掺杂生物炭复合材料(NBC-Fe_(3)O_(4))。以KH_(2)PO_(4)溶液模拟含磷废水测试了NBC-Fe_(3)O_(4)复合材料的吸附性能,结果表明复合材料在pH值7时达到最佳吸附效果,吸附效率接近100%,最大吸附量为20.3 mg/g;复合材料对磷的吸附符合朗格缪尔模型和二级动力学方程。另外,复合材料中含有大量的Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ),可以通过外加H_(2)O_(2)溶液形成芬顿氧化体系,实现同步催化降解腐殖酸和吸附磷酸根污染物。

普鲁士蓝/生物炭材料的制备及其氨氮吸附机理

以氮、磷污染物导致的水体富营养化问题在我国普遍存在。本研究将普鲁士蓝与改性生物炭相结合,得到普鲁士蓝/生物炭复合材料。通过多种表征手段研究了复合材料的形貌及结构并通过模拟废水测试了其吸附性能。结果表明,复合材料在pH 8时达到最佳吸附效果,氨氮去除率在95%以上,最大吸附量为24.4 mg/g,比未改性生物碳提高101.3%。对复合材料吸附机理的研究表明,复合材料通过普鲁士蓝对氨氮的配位作用对多组分污水中氨氮实现了选择性吸附。此外,复合材料在外加H2O2溶液的条件下可形成芬顿氧化体系,能实现同步催化降解有机污染物和促进氨氮的吸附,因此有望在多组分富营养化污水治理中投入实际应用。