载β-FeOOH竹炭管除磷性能研究

在竹炭管上负载羟基氧化铁制备出一种新型的除磷吸附剂,利用摇床实验模拟自然环境探讨了p H,载铁量,初始溶液浓度和温度等因素对载β-Fe OOH竹炭管除磷效果的影响。研究结果表明,在温度25℃,p H=8的条件下,载β-Fe OOH竹炭管对PO43--P溶液的吸附去除率为96.0%。

竹炭有机肥对茄子生长及光谱参数的影响

为探讨不同比例竹炭有机肥对茄子生长的影响,本研究以浙西南地区高山茄子为研究对象,通过不同比例的竹炭有机肥(CK施用未添加竹炭的有机肥,T1施用添加15%竹炭的有机肥,T2施用添加30%竹炭的有机肥,T3施用添加45%竹炭的有机肥)对土壤进行调理,分析竹炭有机肥在不同生长阶段对茄子形态指标、结果性状及光谱参数的影响。结果表明,3种竹炭比例的有机肥施用对茄子植株茎粗、株幅均未产生明显影响;随着有机肥中竹炭添加比例增加,T2和T3处理下茄子的株高、单果重和果径有所增加;茄子结果期,T1和T2处理的叶片叶绿素相对含量有所提高,T3处理与CK之间差异无统计学意义。结果显示,30%比例的竹炭与有机肥配合施用(T2)较为合理,在茄子的苗期和结果期均能较好地促进茄子的生长,为生产上有机肥料的减量增效应用以及茄子高效生态栽培提供参考。

竹炭掺杂铋系光催化剂的制备及其对有机污染物的降解研究

本研究以竹浆备料废弃物为原料,通过磷酸活化法制得竹炭,再利用水热法制备了竹炭/BiOCl复合催化剂,并探究了竹炭添加量和水热温度对复合催化剂光催化性能的影响。结果表明,竹炭保留了竹子本身的孔道结构,改变竹炭的添加量可实现对竹炭/BiOCl复合催化剂形貌的调控,为吸附污染物提供了良好的条件。竹炭和BiOCl之间发生的强相互作用,显著改善了BiOCl的吸附-光催化性能和氧空位含量,提高了光生电子传输效率,从而优化了复合催化剂的光催化降解效果。在水热温度140℃和竹炭添加量5%的条件下所制复合催化剂5BC-140,其可见光催化性能最佳,对罗丹明B的去除率在30 min内即可达86.5%,一阶动力学常数k为BiOCl的4.2倍,且具有优异的稳定性和可循环性能。

竹炭/陶粒及组合填料BAF处理高氨氮沼液的挂膜启动效应

为研究竹炭/陶粒及组合填料曝气生物滤池(BAF)处理高氨氮沼液的启动特性,在水力停留时间为6 h,水温23.2~26.5℃,气水比5:1(DO 3~4 mg/L),进水NH_(4)^(+)-N浓度为33.1~222.3 mg/L,COD 42.5~242.3 mg/L的运行条件下,对比考察了竹炭BAF(Z-BAF)、陶粒BAF(T-BAF)和组合填料BAF(ZT-BAF)的生化特性、沿程变化和挂膜启动效应。结果表明,Z-BAF、T-BAF及ZT-BAF分别在26、18和13 d完成挂膜启动。挂膜期间,平均出水NH_(4)^(+)-N浓度分别为24.4、15.9及8.5 mg/L;平均出水COD分别为78.6、73.02和47.2 mg/L。通过检测不同运行天数BAF的沿程生化特性变化,发现挂膜24 d时,去除COD的异养菌主要集中在反应器下部,负责转化NH_(4)^(+)-N的自养菌主要集中在反应器中下部;在第24~40天,自养菌在与异养菌的竞争中逐步取得优势,逐步向反应器下部生长繁殖。电镜扫描分析确认了各反应器中的填料上附着生长良好的生物膜,且观察到相较于陶粒填料,竹炭填料表面具有更好生物膜生长特性。综上,ZT-BAF挂膜时间最短且对污染物去除效率最高,在高氨氮沼液负荷下,竹炭和陶粒作为组合填料更有利于提升BAF的挂膜启动性能。

竹炭密度测定方法研究

采用排液法、振实法和自然堆积法3种方法测定竹炭密度,探究不同测定方法对试样规格、测试参数的要求及其对测试结果精确度的影响。结果表明:用排液法测试颗粒状竹炭密度时,测试介质宜选用液体石蜡,且机械窑竹炭的密度测定结果精确度更高,标准差为0.047 g·cm^(-3);用振实法测试粉末状竹炭密度时,选择振动频率200 r·min^(-1)、振动次数1000次、试样规格180目的参数条件下测定结果精确度最高,标准差为0.0032 g·cm^(-3);使用自然堆积法测定颗粒状竹炭密度时设定高度差3 cm时的测定结果精确度最高,标准差为0.00095 g·cm^(-3),测定粉末状竹炭密度时选择试样规格60目,下落高度5 cm时的测定结果精确度最高,标准差为0.00014 g·cm^(-3)。

竹炭有机肥对水旱作物生长发育及镉积累的影响

为筛选适合镉污染农田水旱作物的有机肥,选择湖南典型镉污染农田土壤,通过室内培养试验研究竹炭有机肥对水稻、小白菜两类作物生长发育和镉积累的影响。结果表明:适量增施竹炭有机肥显著增加水稻、小白菜生物量,施用量为0.66 g/kg时,水稻生物量相比CK增加97%,同时水稻根系、茎叶中镉含量分别下降38.8%和18.8%,小白菜株高相比CK有所增加,小白菜镉含量下降34%。竹炭有机肥施用量平均每增加0.5 g/kg,土壤pH增加0.1个单位,同时土壤有效镉含量随有机肥施用量增加呈降低趋势,1.33 g/kg处理下土壤有效镉含量降幅为9.2%。竹炭有机肥和氧化钙复配处理有效降低水稻镉积累量,在旱地农田的施用方式有待改良。研究表明适量增施竹炭有机肥能提高作物产量,降低镉在土壤-水旱作物系统中的迁移效率,能有效降低作物镉的积累量。

湿式静电除尘器在机制竹炭制备废气治理中的应用

机制炭作为一种可再生能源,符合我国的清洁能源发展方向,竹材在生产制备过程中会产生污染,影响环境质量,本文从如何治理炭化废气的问题着手,探索采用湿式静电除尘工艺对炭化废气的治理实践,成效显著。

基于生态设计理念的竹炭材料拓展研究

材料在开采、提取、加工、生产、使用、报废及再回收的过程中产生了环境的污染与生态的破坏,而生态材料是人类充分利用资源、减少污染、保护环境,实现材料工业可持续发展的有效途径。研究以生态设计理论为基础,选用竹炭为基材,对其功能属性与加工工艺进行分析,尝试研发一种新型机能的生态竹炭复合板材。具体实践结合了生态设计原理及方法,将研制的新型竹炭复合板进行试验性家具产品设计,探究竹炭这种新型的生态材料在家具产品设计应用中的可能性,以突破现有家具产品形象及竹炭的应用局限,对拓展竹炭的用途具有长远意义。

低灰分刺竹炭制备及性能表征

为制备高性能刺竹活性炭,需将活化前刺竹炭进行脱灰处理。以刺竹为原料,采用单因素实验法研究酸浸水浸刺竹粉、炭化后与碱混合二次炭化刺竹炭、再次酸浸水浸刺竹炭三流程脱灰工艺。通过灰分含量测定,确定最佳脱灰工艺;通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积(BET)、电感耦合等离子体(ICP)测试,研究刺竹炭官能团、微观结构、元素含量变化等情况。实验结果表明,最佳脱灰工艺为:2 mol/L HCl酸浸刺竹粉,温度和时间分别为40℃和60 min;去离子水水浸刺竹粉温度和时间分别为40℃和40 min;炭化后刺竹炭与NaOH质量比1∶5进行二次炭化,温度和时间分别为600℃和1 h;最后2 mol/L HCl酸浸刺竹炭,温度和时间分别为20℃和40 min、去离子水浸刺竹炭温度和时间分别为40℃和40 min。刺竹炭灰分含量从7.91%降至0.50%,下降了93.68%。FT-IR分析得出脱灰处理对刺竹炭峰值影响较小,降低灰分的同时并不会破坏刺竹炭的主要结构;刺竹炭峰值强度明显增强,利于处理中反应的进行。元素含量分析得出酸浸、水浸对钾、钠、钙、镁元素脱除作用较明显,与碱混合二次炭化刺竹炭对铝和硅元素脱除作用较明显。BET与SEM分析得出随着三流程脱灰工艺进行,处理后的刺竹炭比表面积、总孔容、微孔容都呈上升趋势,结合各项测试表明部分脱灰工艺参数选择不当会造成灰分含量明显升高。

竹炭对镉污染土壤中玉米生长和镉积累的影响

以美玉(加甜糯)7号为试验材料,设计4个处理(CK,不添加竹炭;T1,1%竹炭;T2,2%竹炭;T3,5%竹炭),采用盆栽试验研究了不同处理下玉米生长、品质、体内镉积累和土壤酶活性的差异。结果表明,与CK处理相比,添加竹炭显著提高了玉米生长(株高、穗长、穗粗、穗位高、单穗质量)和品质(籽粒含水率、蔗糖、可溶性糖、维生素C),其中T2处理的最为显著,生长指标分别较CK处理提高了14.31%、33.03%、54.07%、38.18%和43.81%,品质指标分别较CK提高了10.71%、45.16%、26.40%和57.74%。在整个生育期内,添加竹炭可以显著降低玉米体内镉含量及提高土壤酶活性,T3处理的成熟期籽粒镉含量显著降低了53.97%,以T2处理的土壤酶活性提升效果最为明显。研究表明,添加竹炭在显著降低玉米籽粒中镉含量,提高品质及改良土壤生态环境方面发挥着重要作用。

竹炭对土壤养分及皇菊产量和品质的影响

【目的】探究竹炭对皇菊产量、品质及其种植土壤肥力的影响,为竹炭在皇菊生产中的合理施用及土壤改良提供依据。【方法】在常规施肥水平下,对皇菊种植土壤共设置4个竹炭施用水平,分别为0 t/hm^(2)(T_(0))、1.25 t/hm^(2)(T_(1))、2.5 t/hm^(2)(T_(2))、3.38 t/hm^(2)(T_(3)),采用随机区组设计,分析不同处理下皇菊产量和品质、土壤养分含量和土壤酶活性的变化,并分析土壤养分与土壤酶活性的相关性。【结果】添加竹炭能提高皇菊产量和品质、土壤的养分含量和酶活性。与T_(0)相比,皇菊产量平均增加22.6%,绿原酸、游离态氨基酸、可溶性糖含量平均增加3.7%、15.0%、2.9%;表层土壤的有机质、碱解氮、有效磷、速效钾和阳离子交换量平均提高5.64%、9.09%、18.64%、98.59%和0.46%;土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶活性平均提高20.00%、12.58%、27.89%和19.73%;土壤养分含量与土壤酶活性之间呈显著或极显著正相关。各处理中,有机质、碱解氮、有效磷均以T_(2)最高,较T_(0)分别提高8.64%、15.53%和29.83%;阳离子交换量和速效钾均以T_(1)最高,分别提高1.35%和130.35%;过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性以T_(2)最高,分别提升38.57%和22.45%;蔗糖酶和脲酶活性以T_(1)最高,分别提升16.98%和40.82%;产量以T_(1)最高,增加38.94%;绿原酸、游离态氨基酸、可溶性糖含量以T_(2)最高,分别增加6.37%、27.24%和6.69%;总黄酮含量以T_(3)最高,增加1.86%。【结论】施用适量竹炭能提皇菊产量、品质及其种植土壤的养分含量和酶活性。试验条件下,竹炭用量在1.25~2.25 t/hm^(2)时,土壤表层养分含量和土壤酶活性均最好,且皇菊增产效果最好,品质显著提高。

有机蛭石/竹炭/PS废塑料的制备及表征

先对蛭石(VMT)进行改性,得到有机蛭石(O-VMT),并用FTIR和XRD对其进行表征。再通过熔融挤出制备PS废机壳(J-PS)系列复合材料,对复合材料的力学性能和尺寸稳定性进行分析,结果发现,J-PS能够填满竹炭(BC)的内部孔隙;加入O-VMT后,复合材料的物理性能与添加VMT相比更佳;加入BC或O-VMT后,J-PS的尺寸稳定性提升,当加入4%的O-VMT时,J-PS的弯曲模量提高了8.3%,缺口冲击强度下降了28.2%;当加入4%的BC时,J-PS的弯曲模量提高了4.9%,缺口冲击强度下降了11.5%;在O-VMT/J-PS-4中加入4%的BC,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和模量分别提高了12.9%、9%和12.7%,伸长率和缺口冲击强度分别下降了17.8%和19.6%,垂直和水平方向的模后收缩率分别降低至41.7%和36.5%。

竹炭负载羟基氧化铁对镍离子的吸附研究

阐述了将竹子热解制成竹炭,并通过化学浴沉积法在竹炭表面负载羟基氧化铁,制备一种新型的竹炭负载羟基氧化铁吸附剂,用于吸附水中镍离子的试验研究。试验测试了在常温条件下溶液pH、吸附剂用量、吸附时间、镍离子初始浓度对吸附效果的影响,并将试验数据进行吸附动力学模型和等温模型拟合,以期为相关人员提供参考。

竹炭合成纤维的蓄热保温特性

科技文明高度发展的今日,人类对于衣着服饰的要求不断更新,由早期的保暖舒适基本需求,演变至中期的轻盈仿真多样变化,至今则趋向于追求机能化、风格化、新颖化的纺织品。长久以来,合成纤维产业致力于仿真素材,以模拟棉、麻、羊毛、蚕丝等天然纤维的特性为开发目标,累积许多宝贵经验,然而21世纪的纺织课题,不再仅以“仿真”为标竿,而是以此为基础,进展至“超真”层次,惟有超越天然素材特性,符合健康诉求的机能性纤维及其纺织品,方能吸引消费大众目光,进而主导纺织市场。本文对竹炭合成纤维的蓄热保温特性进行检测。

不同竹炭处理对皇菊挥发性化学成分的影响

试验以皇菊花朵为材料,设置4个竹炭施用处理,分别为0 kg/hm^(2)(CK)、750 kg/hm^(2)(T_(1))、1500 kg/hm^(2)(T_(2))、2250 kg/hm^(2)(T_(3)),采用气相色谱-质谱联用仪结合顶空固相微萃取技术对不同竹炭处理对皇菊挥发性化学成分和含量的影响进行了分析。结果表明:处理T_(1)、T_(2)、T_(3)的皇菊分别鉴定出40、44、43种挥发性化合物,相对含量分别为89.900%、96.156%、94.806%;CK鉴定出39种挥发性化合物,相对含量为84.693%。与CK相比,处理T1提高了皇菊中酯类、酸类、酚类、烷类、其他氧化物的含量,降低了烃类、醇类、醛类、酮类的含量;处理T2提高了皇菊中烃类、醇类、酮类、酯类、酚类、烷类的含量,降低了醛类、其他氧化物的含量;处理T3提高了皇菊中烃类、醇类、醛类、酮类、酯类、酸类、酚类的含量,降低了烷类、其他氧化物的含量。不同竹炭处理均能影响皇菊挥发性化学成分的组成及含量,当施用量为2250 kg/hm^(2)时,皇菊中有效成分含量明显增加,能提高皇菊挥发性化学成分品质。

不同稻秆炭和竹炭施用水平对小青菜产量、品质以及土壤理化性质的影响

为探明不同添加水平的两种生物炭对小青菜产量、品质及土壤理化性质的影响,为生物炭在蔬菜生产中的有效利用提供依据,开展田间种植试验,在配施氮肥情况下分别添加0、5、10、20、40 t/hm2稻秆炭和竹炭,结果表明,高水平施加稻秆炭和竹炭(20 t/hm2、40 t/hm2)均能显著降低菜地土壤容重,提高土壤pH、有机碳、全氮和速效钾含量,但对土壤有效磷和阳离子交换量未产生显著性影响;两种生物炭对小青菜增产均具有促进作用;当添加量为40 t/hm2时,稻秆炭和竹炭使小青菜维生素C含量有所升高,总糖含量分别升高31.2%和19.5%,硝酸盐含量分别降低15.0%和16.4%,综合效果稻秆炭优于竹炭,而对小青菜粗纤维和蛋白质的作用不明显。施加生物炭有利于增加土壤孔隙度,提升土壤肥力,改善小青菜品质。生物炭可作为土壤改良剂施用于蔬菜,但具体施用量需根据生物炭和蔬菜种类来确定。

竹炭的性能和应用研究进展

介绍了竹炭的组成、结构等基本性能,着重总结了竹炭的吸附和电性能,简要介绍了竹炭的应用状况,指出竹炭是一种性能良好、有着广阔发展空间的多功能材料。

改性竹炭对氨氮的吸附性能研究

利用硝酸对竹炭进行改性,以提高其吸附能力.研究竹炭投加量、吸附时间、吸附温度、pH等因素对改性竹炭吸附氨氮的影响,并初步探讨竹炭吸附氨氮的机理.实验表明:竹炭的表面化学性质和表面结构特性分别影响其化学吸附能力和物理吸附能力.改性竹炭相对于未改性竹炭,其表面酸性含氧官能团量G、比表面积S、孔比容积Vp明显增大,氨氮的最高吸附去除率由20.1%提高至82.2%,吸附平衡时间由未改性时的6h缩短至4h.氨氮在竹炭上的吸附等温方程可与Freundlich模型较好拟合.竹炭投加量、吸附时间、吸附温度、pH等因素对改性竹炭吸附能力有明显影响.

竹炭对土壤性质和高羊茅生长的影响

竹炭是一种多孔性含有多种无机物比表面积大的新型材料。高羊茅Fescuearundinacea是一种适应江南地区绿化种植的冷季型草坪草。运用不同质量不同粒径的竹炭施洒于高羊茅草坪表层土壤中进行试验,结果表明:施过竹炭颗粒的土壤,其理化性能得到了改良,水解氮、有效磷、速效钾、交换性钙和镁等元素含量均明显提高,而有效锌和铜等金属含量则相对降低;竹炭对高羊茅的发根、发叶及生长也有不同程度的促进作用。施炭量200g·m-2,炭粒直径小于3mm的竹炭对土壤改良效果和高羊茅的长势和根、茎、叶增长量最佳。

竹炭及SiC陶瓷材料的结构与性能

以毛竹、印度莿竹为原料,在氮气氛中炭化制得竹炭,然后于1450℃下采用熔融Si渗透技术制得SiC陶瓷材料。借助SEM、XRD、X射线能谱仪、TGA和万能力学试验机等测试手段对竹炭和SiC陶瓷材料的微观构造、物相构成、材料的微区成分、力学特性及竹材的热失重行为进行了分析。结果表明:竹炭及其SiC陶瓷材料都继承了竹材的各向异性和微观构造特征;竹基SiC陶瓷是一种包含单质Si、C和SiC多相成分的复合材料;由两种竹材制备的竹炭及其SiC材料在微观构造、相组成和抗压力学性能上表现出一定的差异性。