一步低温热解制备生物炭及其在染料废水处理中的应用

采用农业废弃物核桃青皮(WP)作为原材料,通过磷酸活化,一步低温热解的方法制备低成本、高性能吸附剂用生物炭(WPBC)。该生物炭多孔,平均孔径为4.1 nm、比表面积为808.21 m^(2)/g,且表面含有丰富的含氧官能团。以亚甲基蓝(MB)作为模型吸附剂,结果指出,吸附在60 min时,MB去除率可达99.88%,由Langmuir所得到的最大吸附量为228.75 mg/g。由低成本农业废弃物衍生的碳基吸附剂有望成为改善废水中染料污染的一种有前景的替代方法。

基于氧化铁/生物质碳复合材料的高性能超级电容器研究

为改善碳材料比电容低的问题以及氧化铁(Fe_(2)O_(3))导电性和循环稳定性差的问题,采用氧化铁修饰生物质衍生碳(ATC)表面制备氧化铁/生物质碳(Fe_(2)O_(3)/ATC)复合材料,通过氧化铁和生物质衍生碳的协同效应使复合材料获得更高的比电容和更好的稳定性。利用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼(Raman)光谱等技术手段对样品进行了表征。结果表明,制备的复合材料存在一定的孔隙结构,氧化铁纳米粒子被锚定在碳表面。当氧化铁和生物质衍生碳的质量比为1∶1时,制备的复合材料具有最优的电化学性能,在3.0 mol/L氢氧化钾溶液中显示出430.8 F/g(电流密度约为1.0 A/g)的高比电容,电流密度增大20倍时电容保持率大于60%。将其作为负极构建的不对称超级电容器具有较高的电压窗口(0~1.6 V),并且实现了39.1 W·h/kg的高能量密度;同时表现出优异的循环稳定性,在电流密度为10 A/g下循环5000次后拥有111%的电容保持率。

聚吡咯-苯胺改性核桃青皮复合材料及其对布洛芬的吸附性能研究

以核桃青皮为原料,采用原位化学氧化法对其进行改性,制备聚苯胺-聚吡咯改性生物质复合材料(PPMBC)。利用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和EDS能谱仪对PPMBC和核桃青皮进行表征分析。研究了PPMBC剂量、接触时间、pH、初始浓度和温度因素对布洛芬(IBU)吸附效果的影响。实验结果显示,在IBU初始浓度为50 mg/L、PPMBC剂量2 g/L、pH=3、温度303 K、反应时间为80 min时,吸附容量达到17 mg/g。吸附动力学拟合结果显示PPMBC对IBU的吸附过程跟伪二级动力学模型相契合,吸附热力学拟合结果显示反应是吸热的,熵增且自发进行的,吸附等温线拟合结果反映出Temkin模型可以更好地拟合反应过程。为含布洛芬废水的处理提供一种绿色高效,经济节约的方式。

磁性生物炭材料的研究进展

生物炭以其良好的理化性质,作为吸附剂被广泛应用于水污染处理。将磁性物质负载到生物炭上制备磁性生物炭,赋予生物炭磁响应特性,能有效解决吸附剂回收难、损失大等问题。磁性生物炭具有含碳量高、比表面积大、可磁分离等优良特性,已成为近年来的研究热点。对磁性生物炭的制备方法、应用性能等方面进行了综述,并提出磁性生物炭的未来研究方向,以期为磁性生物炭材料的深化研究和应用提供参考。

可磁分离Fe_3O_4/g-C_3N_4复合材料的制备及其性能

为了利用Fe_3O_4的磁响应性及石墨相C_3N_4(g-C_3N_4)优良的光催化活性,首先采用高温热聚合法,以尿素为前驱体制备g-C_3N_4,然后采用水热法合成了可磁分离Fe_3O_4/g-C_3N_4复合材料。利用TEM、XRD、TGA、BET和振动样品磁强计(VSM)等多种测试手段表征分析Fe_3O_4/g-C_3N_4复合材料的形貌、晶型结构、比表面积、成分、饱和磁化强度等。通过模拟太阳光下Fe_3O_4/g-C_3N_4复合材料光催化吸附降解亚甲基蓝(MB)的实验,评价了Fe_3O_4/g-C_3N_4复合材料的吸附性能及光催化性能。结果表明,可磁分离Fe_3O_4/g-C_3N_4复合材料具有较大的比表面积,约为71.89m2/g;且具有较好的磁性,饱和磁化强度为18.79emu/g,可实现复合材料的分离回收;光照240min时,Fe_3O_4/g-C_3N_4复合材料对MB的去除率为56.54%。所制备的Fe_3O_4/g-C_3N_4复合材料具有优良的吸附性能、光催化活性和磁性,并可通过外加磁场进行分离与回收。