生物炭结构性质对氨氮的吸附特性影响

生物炭结构性质对氨氮的吸附特性影响

论文摘要

氨抑制现象在富含有机氮底物的沼气工程中普遍存在,采用生物炭吸附法可固定发酵液中氨氮.为探究生物炭理化结构与氨氮吸附特性之间的相关关系,在不同热解温度(350、450和550℃)下制备以玉米秸秆、稻壳为原料的生物炭,通过元素分析、FTIR和BET等分析生物炭结构及其理化性质,并结合批式吸附实验,研究不同理化性质生物炭对氨氮的吸附特性影响.结果表明随着热解温度的升高,生物炭中碳及灰分含量增多; 450℃制备的玉米秸秆生物炭(CS450)与550℃制备的稻壳生物炭(RH550)对氨氮的吸附分别遵循准二级和准一级动力学模型.Freundlich吸附模型能更好地描述CS450和RH550生物炭对氨氮的等温吸附过程;玉米秸秆炭吸附量与其表面官能团间具有显著相关性;而与稻壳炭的吸附量相关性最显著的为生物炭的比表面积,其次是表面官能团,最后是灰分.其中,RH550吸附性能最好,最大吸附量为12. 16 mg·g-1.

论文目录

  • 1 材料与方法
  •   1.1 生物炭的制备
  •   1.2 测定方法
  •   1.3 吸附实验
  •     1.3.1 氨氮吸附实验
  •     1.3.2 吸附动力学分析方法
  •     1.3.3 等温线吸附分析方法
  • 2 结果与讨论
  •   2.1 生物炭理化性质分析
  •     2.1.1 产率及元素分析
  •     2.1.2 表面形态分析
  •     2.1.3 傅里叶红外光谱
  •     2.1.4 生物炭表面官能团分析
  •   2.2 生物炭对氨氮的吸附实验
  •     2.2.1 生物炭吸附效果的优选
  •     2.2.2 吸附动力学实验
  •     2.2.3 等温线吸附实验
  • 3 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 陈梅,王芳,张德俐,易维明

    关键词: 生物炭,氨氮,吸附,吸附动力学,等温线吸附

    来源: 环境科学 2019年12期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑,农业科技

    专业: 环境科学与资源利用,新能源,农业基础科学,农业工程

    单位: 山东理工大学农业工程与食品科学学院,山东省清洁能源工程技术研究中心

    基金: 国家自然科学基金项目(51276103,51536009),山东省自然科学基金项目(ZR2019BEE049),泰山学者工程专项,山东省优势学科项目

    分类号: X71;S216.4

    DOI: 10.13227/j.hjkx.201905161

    页码: 5421-5429

    总页数: 9

    文件大小: 3154K

    下载量: 842

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