稀土负载生物炭的制备及其对低浓度氨氮的吸附特性

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生物炭吸附法处理氨氮废水的研究进展

生物炭吸附法处理氨氮废水的研究进展摘要：随着化学合成工业的不断发展，有机化学物质对各类水体的污染在全球范围内引起了较大的关注。

许多有机化合物以较低的浓度存在于水体时，就能够对水生生物和人体健康造成不良影响，如水中的一些抗生素、农药、内分泌干扰物及染料等，这些物质属于持久性难降解有机物。

研究经济、有效及环保地去除水中难降解有机物的方法尤为必要。

生物炭是一种来源丰富、成本较低，吸附能力较强的材料。

近年来，一些研究人员利用生物炭吸附水中难降解性有机物，取得了较好的成果。

本文系统地回顾了生物炭的制备与改性方法、生物炭的特性、吸附机理，及其在水处理中的研究应用现状，并对未来的研究进行了展望。

关键词：生物炭吸附法；氨氮废水；处理引言氨氮是氮在水体内存在的方式之一，其主要来源为生活废水、工业废水、农业与畜牧业废水的大量排放，尤其是氨氮排放入流动量较小的江河湖泊，极易导致水中藻类生物和其他有害微生物的大量繁殖，从而导致水体富营养化。

生物法主要针对浓度较低的氨氮废水。

该方法去除效果好，但对生态环境温度要求严格。

折点加氯法在实际中主要应用于自来水的消毒处理或者是难以处理的低浓度氨氮废水。

膜分离法可回收废水内的氨氮，仍需控制该方法的处理成本。

光催化处理技术是一种绿色无污染的氨氮废水处理方法，但所需催化剂的稳定性及生产成本存有一定程度的缺陷。

电化学法处理氨氮废水优点在于易于控制，成本低。

该方法的缺点主要在于对环境离子浓度依赖程度大。

与其他处理方法相比，运用吸附法处理低浓度氨氮废水具有吸附材料易得、生产成本低、稳定性好以及无二次污染的优点。

1生物炭的来源及制备方法一些富碳的生物质，如农业废弃物、森林残留物及木本生物质、藻类、动物排泄物及活性污泥等，都可以用来制作生物炭。

根据制备温度和处理时间的不同，将制备生物炭的方法分为慢热解、快热解和气化方法。

热解是一种成本低的有力方法，它导致生物质的热化学分解，将有机物转化为不可冷凝的合成气、可冷凝的生物油和固体残余副产品生物炭。

生物炭的制备、表征及其对黄土吸附Cd(Ⅱ)Zn(Ⅱ)的影响及机制

生物炭的制备、表征及其对黄土吸附Cd(Ⅱ)Zn(Ⅱ)的影响及机制生物炭是一种通过热解植物残渣而制备的碳材料，具有高孔隙度和丰富的表面功能官能团。

在环境领域，生物炭因其良好的吸附性能而备受关注。

本文将研究生物炭的制备、表征及其对黄土吸附Cd(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的影响和机制进行探讨。

首先，生物炭通过植物残渣在高温下热解得到。

一般来说，热解温度对生物炭的孔径结构和吸附性能有着重要影响。

高温热解可以增加生物炭中的孔径结构和表面积，从而提高其吸附能力。

此外，通过调整不同植物残渣的热解条件和配比比例，还可以获得不同孔径结构和表面官能团的生物炭，进而实现对特定污染物的高效吸附。

其次，通过扫描电子显微镜和氮气吸附等手段对生物炭进行表征。

扫描电子显微镜可以观察生物炭的外形和孔结构，了解其形貌特征。

氮气吸附实验可以评估生物炭的比表面积和孔径分布情况，从而揭示其吸附性能。

此外，傅里叶红外光谱和X射线光电子能谱等表征手段还可以进一步分析生物炭的表面官能团组成和化学性质。

然后，该研究还考察了生物炭对黄土中Cd(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附效果。

实验结果表明，生物炭对Cd(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)具有较好的吸附性能。

吸附过程符合准二级动力学模型，且吸附量随初始浓度的增加而增加。

此外，生物炭对Cd(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附吻合度较高，表明其对于不同金属离子有着相似的吸附机制。

最后，通过分析生物炭吸附过程中的主要机制，探究了其对Cd(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)吸附的影响。

实验发现，生物炭的孔径结构和表面官能团是影响吸附性能的重要因素。

孔径结构可以提供更大的吸附表面积，而表面官能团则通过电荷诱导和络合作用来吸附金属离子。

此外，环境条件如溶液pH值和离子强度等也会对吸附过程产生影响。

综上所述，生物炭具有良好的吸附性能，对黄土中的Cd(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)具有较强的吸附能力。

其制备和表征过程可以通过调整条件和配比来控制其孔径结构和表面官能团，从而实现对特定污染物的高效吸附。

生物碳的制备及其吸附

得分：_______ 南京林业大学研究生课程论文2013 ～2014 学年第二学期课程号：73341课程名称：高等有机合成论文题目：生物碳及其对重金属吸附的研究进展学科专业：材料学学号：3130161姓名：王礼建任课教师：韩峰燕二○一四年六月生物碳及其对重金属吸附的研究进展王礼建（南京林业大学理学院，江苏南京210037）摘要：作为新型环境功能材料，生物炭以其优良的环境效应和生态效应成为环境科学等学科研究的前沿热点。

本文介绍了生物炭结构和基本特性、生物碳原料的种类与组成、制备方法，对其在生物碳对重金属吸附固定作用及机制方面的研究进展进行了综述，并扼要分析了生物炭研究的前景和方向，为生物炭技术的应用和推广提供一定的思路。

关键字：生物碳；制备；吸附；重金属Research Progress of Biochar and Its adsorption on theheavy metalsWANG Li-jian(College of Science, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China)Abstract: Biochar is a new environmental functional material to which increasing attention has been paid in the environmental field for its potential beneficial effects to environment and ecosystem. In the present article, the structure and physical properties of biochar, the type and composition of biochar raw materials, preparation methods, research progress in adsorption fixation and the mechanisms of biological carbon for heavy metal were reviewed. In addition, possible hotspots of future study on biochar are analyzed, so as to provide perspectives on applications and promotions of biochar technology.Key words: Biochar; preparation; adsorption; heavy metal生物炭（biochar）是由生物残体在缺氧的情况下，经高温慢热解（通常<700 ℃）产生的一类难熔的、稳定的、高度芳香化的、富含碳素的固态物质[1-2]。

生物炭吸附法处理氨氮废水的研究进展

生物炭吸附法处理氨氮废水的研究进展摘要：随着工业的不断发展，氨氮废水的排放成为制约水生态环境和人类健康的主要因素之一。

生物炭作为一种新型的吸附剂，具有比表面积大、孔隙率高、吸附能力强、吸附速度快等特点，能够高效吸附废水中的氨氮，是一种很有前景的氨氮废水处理技术。

关键词：生物炭吸附法；氨氮废水；研究进展引言：氨氮是指在废水中游离氨的浓度，主要包括铵、磷、硫和氟等。

氨氮废水不仅会对水体产生严重污染，而且对人类健康也会造成危害。

目前，人们已经认识到了氨氮废水对人体的危害性，但对于其去除方法仍然存在很大的研究空间。

传统的吸附方法多为物理吸附和化学吸附，但这些方法存在一些缺陷，如吸附剂的选择、工艺参数的优化和再生利用等问题。

因此，寻找一种高效、绿色、经济的吸附方法成为目前研究的热点。

1生物炭的制备方法生物炭的制备方法主要包括热解炭化法、热解浸渍法、化学活化法和生物炭浸提液法制备。

热解炭化法是通过热解装置将原料加热至一定温度，使其内部的有机物发生热解，最终形成生物炭的一种方法。

生物炭浸提液法制备方法是在热解炭化法的基础上将原料中的有机物质提取出来，然后再通过一定的方法和设备对生物炭进行活化，最终得到具有一定吸附能力的生物炭。

例如，胡海兵等人采用热解炭化法在400℃下制备了花生壳生物炭，研究表明该生物炭对氨氮具有很好的吸附能力；苏永锋等人采用酸碱溶液对花生壳进行处理，最终制备了生物炭吸附剂。

这些制备方法均能将生物质内部结构发生改变，最终得到具有一定吸附能力的生物炭。

相比于其他两种制备方法，化学活化法制备的生物炭具有较高的比表面积和吸附量。

2生物炭对氨氮的吸附机理生物炭对氨氮的吸附是一个复杂的化学和物理过程。

生物炭对氨氮的吸附主要通过以下两种机理实现：（1）化学吸附：由于生物炭表面富含各种活性基团，其对氨氮的吸附主要是通过化学吸附来实现的。

由于氨氮具有很强的离子键和共价键，且生物炭表面富含大量官能团，因此生物炭具有很强的化学吸附能力，能对水中的氨氮进行高效吸附。

生物炭吸附法处理氨氮废水的研究进展

生物炭吸附法处理氨氮废水的研究进展摘要：氨氮是氮在水体内存在的方式之一，其主要来源为生活废水、工业废水、农业与畜牧业废水的大量排放，尤其是氨氮排放入流动量较小的江河湖泊，极易导致水中藻类生物和其他有害微生物的大量繁殖，从而导致水体富营养化。

基于此，对生物炭吸附法处理氨氮废水的研究进展进行研究，以供参考。

关键词：氨氮废水；生物炭；改性；吸附机理；吸附剂引言吸附是控制污染物的催化、转化、吸附/解析、归趋及生物利用度的重要界面过程，寻找和开发成本低廉、绿色环保的高性能吸附材料，一直是环境修复领域的热点内容之一。

生物炭是生物质在缺氧或无氧条件下通过高温热解产生的富碳产物，较高的比表面积]和相对稳定的存在形态使其具有良好的吸附潜能，寻找合适的制备材料和方法、探究对不同污染物的吸附性能等均成为研究者关注的重点。

1作用机制生物炭作为一种吸附性能优越的非金属碳材料，主要应用于废水中的重金属离子、营养物质和有机污染物的去除。

当前生物炭吸附去除废水中氨氮污染物的吸附机制主要有静电吸附、阳离子交换、物理吸附和单分子层化学吸附。

静电吸附作用主要指生物炭吸附废水内离子有机化合物和可电离有机化合物，即通过官能团得失电子后形成带电基团，达到去除效果；阳离子交换作用去除氨氮主要是利用生物炭表面的羧基、酚羟基等酸性表面官能团并发生相关反应使生物炭的表面电负性提高，从而NH4+等阳离子获得了更多的结合位点，达到氨氮吸附效；物理吸附（非线性吸附）主要通过生物炭的分子作用力对废水内的氨氮污染物进行吸附；孔隙填充作用主要是指利用生物炭自身孔隙结构的不同孔径（微孔、中孔、大孔）将有机污染物吸附至生物炭内部，快速达到氨氮吸附效果。

2实验方法生物炭制备实验：以垃圾渗滤液污泥（含水率约80%）为原料。

首先，自然风干去除大部分水分，再烘干（烘箱105℃下烘至恒重）、研磨，过筛（33目），保存备用。

污泥装入瓷舟，置于管式热解炉，封闭，抽真空（-0.1MPa）后启动管式炉。

农作物秸秆基生物质炭的制备及其吸附性能研究

农作物秸秆基生物质炭的制备及其吸附性能研究作者：赵越来源：《农民致富之友》2014年第22期[中图分类号] X703 [文献标识码] B [文章编号] 1003-1650 （2014）11-0163-01我国早期对污染防治并不重视，直到上世纪七八十年代才开始进行污水处理的相关事业，这使得我国污水处理事业具有起步晚、发展快的特点。

在改革开放后的三十余年中，我国的污水处理事业有了长足进步。

虽然如此，我国污水处理事业的发展还是难以平衡人口高速发展和快速的工业化以及城镇化带来的巨大压力，总体上来讲，我国的污水发展还处在初级阶段，仍有很多制约因素妨碍其发展[1-3]。

亚甲基蓝（Methylene blue）作为一种阳离子染料，是典型的水溶性印染剂，在众多行业有广泛使用[4，5]。

处理亚甲基蓝印染废水的方法一般采用吸附法，但因为吸附剂的成本往往过于昂贵，无法满足大规模应用所需的条件。

而我国是农业大国，每年有大量的农作物秸秆资源可以利用。

据不完全统计，我国每年的秸秆资源量可以达到近9亿吨[6]，然而，如此庞大的秸秆资源并没有得到很好地利用。

综合利用庞大的秸秆资源，已经成为我国建设新型农业计划不可或缺的一部分，秸秆可以作为造纸以及很多工业产品的原料，考虑到农作物秸秆的主要成分是纤维素，农作物秸秆经过处理后，可以成为优良的吸附剂[7]。

一、材料与方法1.材料及试剂向日葵秸秆（取自甘肃省榆中县附近农田）无水乙醇（分析纯，（CH3CH2OH）/ %≥ 99.7）氢氧化钾（KOH 含量不少于 82%）亚甲基蓝（分析纯，含量： 99 % 以上）浓盐酸（工业优等品，HCl ≈ 37 %）氢氧化钠（分析纯，含量 96 % 以上）2.生物质炭吸附剂的制备生物质炭吸附剂的制备一般采用中低温限氧熔融炭化法[8]。

取适量60目以上及60目以下生物质炭，放入编号陶瓷坩埚中压实，加盖，然后放入SX3 陶瓷纤维节能高温箱式电阻炉，设定好温度300℃，时间2小时，升温速率10 ℃/ min，开始炭化（炭化时观察到电阻炉升温速率并不稳定，而且稳定温度在298 ℃- 305℃之间浮动，考虑到该设备的精密程度和实验的实际需要，符合实验要求）。

一种稀土金属改性整体式活性炭吸附剂及制备方法和应用[发明专利]

专利名称：一种稀土金属改性整体式活性炭吸附剂及制备方法和应用
专利类型：发明专利
发明人：何丹农,杨玲,赵昆峰,高振源,蔡婷,袁静,爨谦
申请号：CN201410614878.4
申请日：20141105
公开号：CN104383877A
公开日：
20150304
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种稀土金属改性整体式活性炭吸附剂及制备方法和应用，在室温条件下，配置2毫升稀土金属水溶液，边搅拌边滴加氨水溶液至pH值为8～10，继续搅拌10～30分钟，将其滴加到干燥好的整体式活性炭载体上，载体的质量为2克然后放入烘箱中200～250℃保持1～5小时，制成改性整体式活性炭吸附剂。

本发明所得的净化材料具有对低浓度碳氢化合物的净化效率高、成本低、制备工艺简单等特点。

在碳氢化合物浓度≤10ppm时，该材料对碳氢化合物的净化效率可达到90%以上。

申请人：上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司
地址：200241 上海市闵行区江川东路28号
国籍：CN
代理机构：上海东方易知识产权事务所
代理人：唐莉莎
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一种稀土复合生物质基电容炭材料的制备方法

一种稀土复合生物质基电容炭材料的制备方法稀土复合生物质基电容炭材料是一种具有高比表面积、优良电化学性
能和可持续性的新材料，下面将介绍一种制备该材料的方法。

首先，选择一种富含纤维素和淀粉的生物质作为原料，如木材、秸秆等。

将原料进行粉碎、筛分和干燥处理，其中，粉碎的目的是使生物质颗
粒能够更好地与稀土盐发生反应，筛分的目的是去除杂质，干燥的目的是
去除原料中的水分。

然后，将得到的生物质颗粒与适量的稀土盐按一定比
例混合，使其均匀分散。

接下来，将混合物放入高温炉中，在一定的惰性气氛下进行煅烧处理。

煅烧温度和时间是影响材料结构和性能的重要因素，因此需要进行优化设计。

煅烧过程中，稀土盐可分解为稀土氧化物，并与生物质颗粒中的碳元
素发生反应，生成稀土复合生物质基电容炭材料。

最后，将得到的炭材料进行表面处理。

由于生物质颗粒表面具有一定
的亲水性，这会影响材料电化学性能。

因此，可以选择一种适当的表面处
理方法，并选用一种适当的表面处理剂，将其溶液涂覆在炭材料表面，然
后经过干燥、热处理等工艺，使表面处理剂充分分散在炭材料表面，形成
一层均匀、致密的表面涂层，从而提高材料的亲水性和电化学性能。

总之，这种稀土复合生物质基电容炭材料的制备方法通过将生物质颗
粒与稀土盐混合，经过煅烧和表面处理等工艺，最终制得具有优良电化学
性能的材料。

这种方法具有简单、经济、环保等特点，对推动电化学储能
技术的发展具有重要意义。

生物炭的制备、表征及其对淡灰钙土吸附—解吸硫的影响研究

生物炭的制备、表征及其对淡灰钙土吸附—解吸硫的影响研究生物炭是一种由有机废弃物（如农作物秸秆、园林废料、动物粪便等）通过高温热解制备而成的炭质材料。

其在农业、环境等领域具有广泛应用前景。

本文将介绍生物炭的制备方法、表征技术，并探讨其对淡灰钙土吸附-解吸硫的影响。

首先，生物炭的制备主要有炭化和炭化-活化两种方法。

炭化方法是将有机废弃物置于密闭容器中，在高温下进行热解，生成生物炭。

而炭化-活化方法则是在炭化过程中，通过加入活性剂（如盐酸、碳酸钠等）进行活化处理，以提高生物炭的孔隙度和活性。

这两种方法在制备生物炭时都能够得到较好的效果。

其次，生物炭的表征主要包括物理性质和化学性质两个方面。

物理性质包括生物炭的外观、比表面积、孔隙结构等。

化学性质主要包括生物炭的元素组成、pH值、有机质含量等。

这些表征指标可以通过扫描电子显微镜、比表面积测定仪等仪器进行测试分析。

最后，本文研究了生物炭对淡灰钙土吸附-解吸硫的影响。

实验设计了不同质量分数的生物炭与淡灰钙土混合，在不同的硫酸钠溶液浓度下进行吸附实验。

结果发现，生物炭的添加可以显著提高淡灰钙土对硫酸钠的吸附能力。

当生物炭质量分数为10%时，淡灰钙土对硫酸钠的吸附量最大，达到了xx mg/g。

同时，本文还研究了生物炭对吸附硫酸钠后的淡灰钙土的解吸能力。

实验结果显示，生物炭的添加可以增加淡灰钙土对硫酸钠的解吸量，从而提高其在生态修复、土壤改良等方面的应用价值。

综上所述，生物炭的制备、表征及其对淡灰钙土吸附-解吸硫的影响研究具有重要意义。

生物炭作为一种可再生资源，可以通过有效利用有机废弃物转化而成，具有保护环境、改善土壤质量等多重优势。

因此，对生物炭的深入研究和应用将有助于推动可持续发展和环境保护的进程综合研究结果表明，生物炭在土壤修复和改良方面具有潜在的应用价值。

制备生物炭时，合适的原料和工艺条件可提高产品的质量和产量。

物理性质和化学性质的表征可以为生物炭的应用提供参考依据。

芦苇生物炭的制备及氨氮吸附特性研究

芦苇生物炭的制备及氨氮吸附特性研究作者：夏苑齐娅荣钟艳霞来源：《安徽农业科学》2024年第12期摘要为解决废弃水生植物的资源化利用问题，以及使水生植物制备的生物炭在吸附水体中的氨氮（NH4+-N）时得到更好的利用，采用湿地芦苇为原材料烧制芦苇生物炭，探查芦苇生物炭的物理特征，在不同的试验条件下，研究芦苇生物炭对水体中NH4+-N的吸附特性。

结果表明：生物炭材料表面细长，粗糙不平，附着许多小颗粒，具有多孔结构。

吸附动力学研究表明，6 h为芦苇生物炭吸附NH4+-N的最佳时间参数，吸附过程更符合准二级拟合方程。

等温吸附线研究表明，25 ℃能更好地描述芦苇生物炭对NH4+-N的等温吸附过程，芦苇生物炭对NH4+-N的等温吸附更符合Freundlich方程。

关键词芦苇生物炭；氨氮；吸附特性；动力学；吸附等温线中图分类号 X 173 文献标识码 A文章编号 0517-6611（2024）12-0075-05doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.12.015Preparation of Reed Biochar and Study on Its Ammonia Nitrogen Adsorption CharacteristicsXIA Yuan，QI Ya-rong，ZHONG Yan-xia（School of Ecology and Environment，Ningxia University，Yinchuan，Ningxia 750021）Abstract In order to solve the problem of resource utilization of waste aquatic plants，the biochar prepared by aquatic plants can be better utilized when absorbing NH4+-N in water，this paper used wetland reed as raw material to burn reed biochar，and explored the physical characteristics of reed biochar，under different experimental conditions，the adsorption characteristics of reed biochar to NH4+-N were studied.The results showed that the surface of reed biochar was elongated，rough and uneven，many small particles were attached，and it had a porous structure.The adsorption kinetics study showed that 6 hours was the optimal time parameter for reed biochar to adsorb NH4+-N，and the adsorption process was more in line with the quasi second order fitting equation.The isotherm study showed that 25 ℃ could better describe the isotherm adsorption process of NH4+-N by reed biochar，and the isotherm adsorption behavior of reed biochar on NH4+-N was more in line with the Freundlich equation.Key words Reed biochar;Ammonia nitrogen;Adsorption characteristics;Kinetics;Adsorption isotherm基金项目宁夏重点研发计划项目（2021BEG02010）;国家自然科学基金项目（42277466，41561106）。

一种稀土复合生物质基电容炭材料的制备方法

一种稀土复合生物质基电容炭材料的制备方法稀土复合生物质基电容炭材料具有较高的比表面积、孔隙结构和电化学性能，因此在储能领域具有潜在的应用价值。

下面是一种制备稀土复合生物质基电容炭材料的方法：1.原料准备：选择适宜的生物质原料，例如苹果渣、葡萄渣等，并进行预处理，如研磨、筛选等。

同时，选择合适的稀土化合物作为添加剂，如氧化镧、氧化钆等。

2.原料炭化：将预处理后的生物质原料置于炭化炉中，在无氧气氛（如氩气、氮气等）下进行炭化。

炭化过程中需要控制温度和时间，以获得适当的碳化度和孔隙结构。

3.化学活化：将炭化后的生物质原料进行化学活化，以增加材料的比表面积和孔隙结构。

化学活化通常采用磷酸或者氢氧化钾等强碱溶液进行，通过浸泡和高温处理，使材料发生孔隙结构的形成和增大。

4.添加稀土复合材料：将炭化后的生物质基电容炭与选择的稀土化合物进行混合，并进行适当的均匀混合或搅拌，使稀土复合材料均匀分布在生物质基炭材料中，从而改善电化学性能。

5.成型：将混合好的炭材料进行成型，常见的成型方法有压制、浸渍、注模等，形成具有一定形状和尺寸的块状材料。

6.热处理：将成型后的块状材料进行热处理，通常在高温下进行。

热处理过程中可以发生稀土元素与炭材料的化学反应和扩散，从而使稀土复合材料更均匀地分布在炭材料中，进一步提高材料的性能。

7.总体调控：进一步对稀土复合生物质基电容炭材料进行调控和改性，如改变炭化温度、化学活化条件、添加剂的含量等，以获得理想的性能。

通过以上步骤，可以制备出具有较高比表面积、孔隙结构和电化学性能的稀土复合生物质基电容炭材料。

这种制备方法具有简单、成本低、环境友好等优点，对于电化学储能领域具有潜在的应用前景。

生物炭吸附材料的制备方法及其在废水处理工程中的应用

生物炭吸附材料的制备方法及其在废水处理工程中的应用发表时间：2019-03-05T11:20:03.130Z 来源：《知识-力量》2019年5月上作者：魏欣星[导读] 在生物质的热化学分解过程中产生的生物炭不仅减少了排放到大气中的碳量，而且还是活性炭和其他碳材料的环境友好替代品。

（四川大学，四川成都 610207）摘要：在生物质的热化学分解过程中产生的生物炭不仅减少了排放到大气中的碳量，而且还是活性炭和其他碳材料的环境友好替代品。

在本文中，从生产方法和吸附应用的角度讨论了生物炭的研究。

比较了生物炭生产的不同方法，例如热解，气化，热水碳化等。

讨论了生物炭在吸附领域用于处理水污染物的研究现状。

关键词：生物炭；活性生物炭；应用；吸附1.引言生物炭是生物质热化学分解过程中形成的固体物质，被定义为从生物质碳化中获得的固体物质。

由于生物炭价格低廉，环境友好，可用于各种用途，如土壤修复，废物管理，温室气体减排和能源生产，已经开展了一些研究来开发生物质的新应用[1]。

虽然生物炭的主要成分是碳（C），但它也含有氢（H），氧（O），灰分和微量的氮（N）和硫（S）[2]。

生物炭的元素组成根据生物炭的生成原料和碳化过程的特征而变化[3]。

由于其比表面积大，多孔结构，表面官能团和高矿物质含量，生物炭已被用作水和空气污染物的吸附剂，一种去除焦油或生产生物柴油的催化剂，并作为土壤修复。

最近，还报道了生物炭在燃料电池和超级电容器中的应用。

本文主要讲生物炭在水处理工程中的运用。

2.生物炭的制备2.1热解热解是在300-900℃的温度范围内在无氧条件下热分解有机材料的过程[4]。

热解产物的产率取决于原始生物质材料的特性和适应的热解过程。

影响热解过程产物的参数包括反应温度，加热速率和停留时间。

一般来说，生物炭产量下降，合成气产量随着热解温度的升高而增加。

穆罕默德[5]等人报道，生物炭和酸性官能团的产率随着热解温度的升高而降低，而碱性官能团，灰分，pH和稳定性碳的产率增加。

不同原料生物炭对铵态氮的吸附性能研究

（Biochar）木屑等生物质材生物炭是由作物秸秆、是黑料，经高温热解而产生的一类富碳的固态物质，一般呈碱性 [1]，孔隙炭范畴的一种，具有比表面积大、 [2-3] [4] 土壤无机离度高和离子交换量大等特性，对水体、研究表明，子[5]及有机污染物等具有一定的吸附能力。玉米穗轴制备的生物炭能够有效吸附溶液铵态氮 + -N） g-1[6]。 Kizito 等[7]研究，最大吸附量达 22.6 mg · （NH4
SONG Ting-ting1,2， LAI Xin2， WANG Zhi-wen3， FANG Ming2， YANG Dian-lin1, JU Xue-hai4， LI Jie2*， ZHANG Gui-long1,2*
surfaces of the four biochars were filled with particles or powders and the pores were filled, which demonstrated that the surface of biochars could be flattened after adsorption of ammonium. Functional groups, such as -OH, -C=O, and -C-O, were distributed on the surface of the
-C=O、 -C-O， -CH2、 -O-参与了吸附； Langmuir 方坦。四种生物炭表面分布的-OH、以及花生壳生物炭与玉米秆生物炭表面的-CH3、
+ -N 的吸附性能。孔隙被填充，表面变得较为平对比研究不同原料生物炭对 NH4 结果表明：吸附后生物炭表面附着颗粒或粉末物质，

不同生物炭对氮的吸附性能

Study on the adsorption properties of nitrogen by different biochars
SUO Gui-fang1,2, L譈 Hao-hao2,3, WANG Yu-ying2,3, LIU Yu-xue2,3, HE Li-li2,3, YANG Sheng-mao1,2,3* （1.College of Chemistry and Life Sciences, Zhejiang Normal University, Jinhua 321004, China; 2.Institute of Environment, Resource, Soil and Fertilizer, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310021, China; 3.Engineering Research Center of Biochar of Zhejiang Province, Hangzhou 310021, China） Abstract：This paper explored the adsorption properties of nitrogen by different biochars and identified a suitable material to prevent nitro－ gen pollution. The project selected three kinds of nitrogen adsorbents：rice husk biochar, pecan shell biochar and bamboo biochar. Adsorp－ tion experiments, coupled with isothermal adsorption models and kinetic models, were applied to assess the optimum adsorption conditions of the selected biochar on nitrogen in ammonium nitrate solution. The results demonstrated that all three kinds of biochar had certain adsorp－ tion effects on nitrogen in ammonium nitrate solution, and that the adsorption capacity of biochar on nitrogen was affected by the pH of the environment, reaction time, initial concentration and biochar addition. For instance, while the amount of biochar was 0.05 g under experi－ mental conditions of pH 9, adsorption time 3 h and initial concentration 100 mg·L-1, the optimum nitrogen adsorption quantities of the three biochars were 23.79, 13.00 mg·g-1 , and 17.60 mg·g-1, respectively. Moreover, the Langmuir equation best fit the process of isothermal ad－ sorption of nitrogen by the three kinds of biochar, indicating that the adsorption of nitrogen by biochar was due mainly to monomolecular ad－ sorption. Again, the pseudo-second-order kinetics model could better define the kinetics of the three kinds of biochar adsorption nitrogen, was suggesting that the biochar adsorption of nitrogen was chemical in nature. The results showed, that rice husk biochar had a good nitrogen adsorption performance and could be used as a quality adsorbent to control nitrogen pollution in soil and water. Keywords：biochar; nitrogen adsorption; isothermal adsorption model; nitrogen pollution

生物炭对沼液中氨氮的吸附效果研究

生物炭对沼液中氨氮的吸附效果研究时晓旭;王聪;高梦柯【摘要】以废弃果树枝制备的生物炭（苹果枝炭和梨枝炭）为对象，研究吸附时间、种类、投加量、外观性状对沼液中氨氮吸附效果的影响。

结果表明：沼液中氨氮去除率随着生物炭用量的增加而升高，最佳投加量为20 g／L，60 min内基本达到吸附饱和；不同原料制得的生物炭的吸附能力有所差别，苹果枝生物炭的吸附能力要强于梨枝生物炭；生物炭的外观性状对吸附能力的影响不明显。

%Using abandoned branches of fruit tree to make biochar (apple and pear tree branches biochar), to study the influence of the adsorption effect of the ammonia nitrogen in biogas fluid by time, type, adding quantity and appearance property. The result shows that with the amount increasing of biochar, the removal rate of ammonia nitrogen increased, the best adding amount is 20 g/L, it can reach adsorption saturation within 60 min; the adsorption ability of biochar made from different raw material is different, biochar made from apple tree branches are better than pear in the ability of adsorption;the appearance of biochar has no obvious influence to its adsorption ability.【期刊名称】《农业科技与装备》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】3页(P3-5)【关键词】生物炭;沼液;氨氮;吸附【作者】时晓旭;王聪;高梦柯【作者单位】沈阳农业大学工程学院，沈阳 110866;沈阳农业大学工程学院，沈阳 110866;沈阳农业大学工程学院，沈阳 110866【正文语种】中文【中图分类】X712随着规模化养殖的不断发展，大中型养殖业的粪污处理问题也逐渐显露出来。

改性水生植物生物炭对低浓度硝态氮的吸附特性

改性水生植物生物炭对低浓度硝态氮的吸附特性李三姗;王楚楚;何晓云;任丽曼;郭琼;杨柳燕【摘要】To remove the low concentration nitrate in water and eliminate eutrophication,the biochar was prepared from three kinds of macrophytes,including Thalia dealbata,Typha orientalis and Phragmites australis,and then were modified by ferric chloride.FTIR and SEM-EDS results of the biochar and equilibrium adsorption tests show that the Fe-O was formed on the surface of the modified biochar which greatly enhanced biochar's adsorption performance to the nitrate-nitrogen.The nitrate was absorbed rapidly in 4 hours and then reached equilibrium slowly in 24 hours.The equilibrium adsorption capacity of the modified Typha orientalis biochar was the highest,which reached up to 1.747 mg · g-1.The adsorption performance of low concentration nitrate onto three kinds of modified macrophytes biochar fitted well to pseudo-secondorder equation and Freundlich equation,indicating that inhomogeneous polymolecular layer chemisorption occurred on the surface of modified biochar.The initial pH of the solution in the range of 3.0-9.0 has little effect on the adsorption performance of nitrate,and the most appropriate pH is neutral.At the initial nitrate-nitrogen concentration of 2 mg · L-1,the most appropriate dosages of the three kinds of modified macrophytes biochar are 1.50,1.14,and 1.22 g · L-1 for iron modified biochar of Thalia dealbata,Typha orientalis and Phragmitesaustralis,respectively.Therefore,the iron modified macrophytes biochar cannot only effectively remove the nitrate-nitrogen in water,but also realize resource utilization of the macrophytes,which has a promising application prospect.%为有效去除富营养化水体中硝态氮,以再力花(Thalia dealbata)、香蒲(Typha orientalis)和芦苇(Phragmites australis)3种水生植物为原材料制备生物炭,并采用氯化铁改性后进行吸附试验,探索改性水生植物生物炭对水体中低浓度硝态氮的吸附效果.结果表明:铁改性水生植物生物炭表面负载了大量Fe3+形成Fe-O 基团,大幅提升了其对硝态氮的吸附性能,其中铁改性香蒲生物炭平衡吸附量最大,达到1.747 mg·g-1.3种改性水生植物生物炭对低浓度硝态氮的吸附符合准二级动力学和Freundlich模型,吸附主要为生物炭表面非均一多分子层化学吸附.溶液初始pH值在3.0～9.0范围内对铁改性水生植物生物炭吸附硝态氮能力影响较小,吸附最适合pH为中性.因此,铁改性水生植物生物炭能有效去除水体中低浓度硝态氮,同时实现了水生植物资源化,具有良好的应用前景.【期刊名称】《生态与农村环境学报》【年(卷),期】2018(034)004【总页数】7页(P356-362)【关键词】生物炭;水生植物;吸附;改性;低浓度硝态氮【作者】李三姗;王楚楚;何晓云;任丽曼;郭琼;杨柳燕【作者单位】南京大学环境学院/污染控制与资源化研究国家重点实验室,江苏南京210046;南京大学环境学院/污染控制与资源化研究国家重点实验室,江苏南京210046;浙江省环境监测中心,浙江杭州310012;南京大学环境学院/污染控制与资源化研究国家重点实验室,江苏南京210046;南京大学环境学院/污染控制与资源化研究国家重点实验室,江苏南京210046;南京大学环境学院/污染控制与资源化研究国家重点实验室,江苏南京210046【正文语种】中文【中图分类】X52;X7大量氮素进入水体是引起水体富营养化的重要原因之一。