利用阳离子化生物质炭去除水中高氯酸盐的综合实验设计

结合环境污染防治需求导向和科研工作热点,设计了阳离子化生物质炭去除水中高氯酸盐的综合实验。将具有高氯酸盐吸附能力的十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)负载到玉米芯生物质炭(CBC)上,制备得到OTAC-CBC吸附剂,可在有效去除水中超标高氯酸盐的同时实现农业废弃物玉米芯的资源化利用。采用单因素法研究OTAC-CBC的制备条件对其去除高氯酸盐的影响,采用动力学和等温吸附考察OTAC-CBC对水中高氯酸盐的吸附效能,通过元素分析、红外光谱和Zeta电位分析探究OTAC-CBC去除高氯酸盐的原理。该实验既能提高本科生的专业实验操作技能,又能加强其科研创新及解决复杂环境问题的能力。

CBC@rGO复合电极材料的制备及其电化学性能

为了研发高效降解水中苯酚的电化学技术,将玉米芯生物质炭(CBC)负载于导电性能好的还原氧化石墨烯(rGO)上,制备得到高性能复合电极材料CBC@rGO。通过循环伏安测试CBC@rGO的电化学性能,通过扫描电子显微镜仪器、BET比表面积及孔径分析仪和X射线光电子能谱分析仪等表征物化性能,探讨CBC@rGO高效降解水中苯酚的影响规律;基于电化学降解实验,获得CBC@rGO对水中苯酚的最佳去除效果。结果表明:CBC@rGO的最大比电容为125.82 F/g(扫描速率为10 mV/s),与其比表面积、总孔容量及F-C-F键强度成正比;0~10 min内,CBC@rGO对苯酚的降解速率(k=0.025 81 L·mol^(-1)·s^(-1))明显高于CBC和rGO。由此,CBC@rGO作为一种绿色高效的电极材料,可明显提高其导电能力并解决石墨烯纳米材料的团聚问题,为水中苯酚的高效去除提供了新的技术和方法。