生物質炭是在限氧或隔絕氧的環境條件下,通過高溫裂解,將小薪柴、農作物秸稈、雜草等生物質經炭化而形成的,是一種碳含量極其豐富的炭。這種由植物形成的,以固定碳元素為目的的炭被科學家們稱為“生物質炭”。生物質炭的生產工藝相對簡單,原材料來源廣泛且價格低廉,這才使生物質炭在農業、環境領域中的生產上應用成為了可能。
重點實驗室污染生態學科組楊玉義博士在王俊研究員的指導下,采用竹子來源的生物質炭吸附水體中重金屬鎘復合染料酸性黑172(C.I. Acid Black 172)。研究結果發現Freundlich等溫吸附平衡方程比Langmuir等溫吸附平衡方程更適合擬合生物質炭吸附酸性黑的過程,意味著生物質炭是不均質表面。在pH 1.0,溫度40oC,初始染料濃度500 mg L-1的條件下,竹制生物質炭對染料酸性黑172的吸附量高達401.88 mg g-1。假二級和Weber–Morris模型的吸附動力學研究發現,內部擴散不是限速的唯一步驟。在本實驗中,我們發現竹制生物質炭在高離子濃度條件(5.0 Mol NaNO3)下依然對染料具有較高的吸附能力。通過神經網絡分析發現溫度是影響竹制生物質炭吸附重金屬鎘復合染料酸性黑的首要因素,其后依次為時間、離子強度、pH和初始染料濃度。本實驗為竹制生物質炭在印染廢水處理中的應用提供了重要參數的指導。
該研究結果以“Evaluation of adsorption potential of bamboo biochar for metal-complex dye: equilibrium, kinetics and artificial neural network modeling”為題在環境領域重要期刊International Journal of Environmental Science and Technology上發表(DOI) 10.1007/s13762-013-0306-0)。
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