“虾壳生物质炭活化过硫酸盐降解2,4-二氯酚”创新实验设计

将科研成果与创新创业实践教学相结合,设计实施创新综合探究实验,以虾壳为原料制备虾壳生物质炭,用于活化过硫酸盐降解2,4-二氯酚。实验结果表明,虾壳生物质炭在酸性和中性条件下可以有效活化过硫酸盐去除2,4-二氯酚,去除率可达96%。通过该实验,学生能够掌握纳米材料的制备、表征等基本实验技能,能够对数据进行处理和分析,树立“以废治废”理念,增强解决实际问题的能力,提高创新意识。

虾壳生物质炭对水体中Cr6+的吸附

以废弃虾壳为原料制备生物质炭,并用于吸附模拟废水中的Cr^6+,考察溶液pH值、Cr^6+初始浓度、生物质炭用量和温度对虾壳生物质炭吸附Cr^6+的影响,并对Cr^6+在虾壳生物质炭表面的吸附机理进行了探究。结果表明,溶液pH值、Cr^6+初始浓度和生物质炭用量对虾壳生物质炭吸附Cr^6+的平衡吸附量有明显影响。当溶液pH=3.0,生物质炭用量为0.2 g·L^-1,初始ρ(Cr^6+)为15 mg·L^-1时,虾壳生物质炭对Cr^6+的平衡吸附量可达73.83 mg·g^-1。虾壳生物质炭对Cr^6+的吸附过程符合准二级动力学模型,同时也符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,通过Langmuir等温吸附模型计算得出25℃时Cr^6+的最大吸附量为111.0 mg·g^-1。Cr^6+通过静电引力和配位作用吸附于生物质炭表面,且部分被还原为Cr3+。