HNO_(3)改性促进活性炭低温脱硝机理的研究

为了研究HNO_(3)改性对活性炭(AC)低温脱硝机理的影响,采用HNO_(3)在不同温度下对AC进行改性处理,改性前后样品在30−250℃进行脱硝活性测试,通过程序升温脱附(TPD)和瞬态响应实验对脱硝机理进行分析。结果表明,AC上NO转化率随反应温度升高逐渐降低再趋于稳定,反应物的吸附是速率控制步骤。含氧基团增加促进了NH_(3)的吸附,但这部分吸附态NH_(3)在30℃时几乎不参与反应,随反应温度升高不同程度活化,在30−90℃反应物的吸附是速率控制步骤,90℃后吸附态NH_(3)的活化是速率控制步骤。

HNO_3氧化改性生物炭吸附水体中阳离子和阴离子染料的影响因素

以玉米秸秆和甘蔗屑为原料,分别在400℃和800℃制备生物炭并利用HNO_3进行氧化改性。通过分析废水实际处理过程中不同吸附条件对吸附效果的影响,研究了HNO_3氧化改性生物炭对阳离子和阴离子染料的吸附影响因素。结果表明:振荡强度、温度、pH、离子强度、共存离子是影响HNO_3氧化改性生物炭吸附阳离子和阴离子染料的主要因素,且对不同性质染料影响趋势和程度不同。温度高有利于提高HNO_3氧化改性生物炭的吸附作用;未达到吸附饱和前,提高振荡强度促进吸附作用,但达到吸附饱和后高振荡强度不利于吸附作用;高离子强度对HN4GZ吸附阳离子染料有促进作用,中、低离子强度更适合HN4YM和HN8YM对阳离子和阴离子染料的吸附处理;弱酸性条件不利于HN4YM和HN4GZ对阳离子染料的吸附,中性条件不利于HN8YM对阴离子染料的吸附;废水中常见的阳离子/阴离子的存在对两种染料的吸附均有一定负作用,但HNO_3氧化改性生物炭仍表现出令人满意的吸附效果。

CO_(2)气氛热解与硝酸改性的生物炭Pb^(2+)吸附性能对比

酸改性处理常被用于生物炭的改性过程,但也存在酸消耗量大、废液处理难和成本高等问题.利用热解过程直接改性提高生物炭重金属的去除效果、降低改性成本,是未来实现改性生物炭广泛使用的重要前提.为评估CO_(2)气氛热解法在生物炭制备和应用方面的优势和潜力,对CO_(2)气氛热解与HNO3改性生物炭对Pb^(2+)的去除性能进行对比分析.采用元素分析、傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)对生物炭的元素组成和结构特性进行表征.结果表明,500℃热解条件下,HNO_(3)改性的生物炭产生了较多的C=O和O=C—O—等羧基类官能团,并引入了—NO_(2(asy))和—NO_(2(sym))基团,提高了生物炭的表面活性和络合能力.CO_(2)气氛制备生物炭中含有较多的金属碳酸盐,可通过离子交换和共沉淀作用吸附去除Pb^(2+).此外,CO_(2)改性生物炭具有较大的比表面积和更优的微孔结构,有利于Pb^(2+)传质扩散,促进表面吸附,W500CO_(2)和W700CO_(2)对Pb^(2+)的吸附容量提升显著,达到60.14mg·g^(-1)和71.69 mg·g^(-1).而HNO_(3)改性生物炭W500N_(2)-A和W700N_(2)-A对Pb^(2+)的最大吸附容量较低,分别为42.26 mg·g^(-1)和68.3mg·g^(-1).CO_(2)改性生物炭吸附容量优于HNO_(3)改性生物炭,是由于比表面积和官能团的双重作用.因此,CO_(2)气氛直接热解相比于HNO3改性生物炭具有成本低、环境友好和重金属去除效率高等优点,是一种值得推广应用的生物炭改性方法.