生物炭去除溶液中氟离子的研究进展与应用前景【字数:14818】
目录
摘 要 I
关键词 I
ABSTRACT II
KEYWORDS II
前言(引言) 1
1生物炭和氟毒性的研究背景 2
1.1 生物炭概述 2
1.1.1 生物炭的定义 2
1.1.2 生物炭的结构与特性 2
1.1.3生物炭的来源与功能 3
1.2生物炭的应用 3
1.2.1生物炭在农业中的应用 3
1.2.2环境修复 3
1.2.3生物炭改善生态 4
1.3生物炭在氟离子修复中的应用前景 4
1.4氟离子性质及去除方法 4
1.4.1氟离子介绍 4
1.4.2 氟离子的去除方法 5
2.生物炭除氟研究 6
2.1生物炭除氟机理 6
2.1.1物理吸附 6
2.1.2.络合反应 6
2.1.3.离子交换 6
2.1.4.化学沉淀 6
2.1.5.静电吸附 7
2.2提高生物炭除氟效率的方法——改性 7
2.2.1.酸碱联合改性法除氟效果研究 7
2.2.2.铁盐改性法除氟效果研究 8
2.2.3.复合金属改性生物炭除氟效果 9
2.3影响生物炭除氟效果的影响因素 9
2.3.1炭材料自身老化、旧化的影响 9
2.3.2不同生物炭来源的影响 9
2.3.3pH值的影响 10
2.3.4温度的影响 10
3.生物炭去除氟离子的实际应用——骨炭除氟 11
3.1骨炭除氟的机理研究 11
3.1.1离子反应 11
3.1.2骨炭的吸附作用 11
3.2不同类型的骨炭的吸附效果 12
3.2.1粉状骨炭 12
3.2.2改性骨炭 12
结 论 13
致 谢 14
引用文献 15
生物炭去除水溶液中氟离子的研究进展与应用前景 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: &351916072&
摘 要
过量的氟离子不论是在工业上,还是在生活中,都会对人体产生危害。生物炭作为吸附剂具备去除氟离子巨大的潜力,并且由于其稳定性强、修复效率高、绿色环保等特点成为当今环境修复、水体净化的一大研究热点。本综述通过调查以往生物炭材料对氟离子等污染物的去除机理以及去除潜力的研究,来探讨生物炭对氟离子的去除机理以及去除的可行性和潜力。通过查阅多篇文献发现,生物炭吸附重金属离子、有机污染物等的物理化学作用主要包括:络合反应、化学沉淀、物理吸附、静电吸附等。而生物炭对阴离子的物理化学作用只包括物理吸附、离子反应,这说明生物炭本身对氟离子的吸附性不强,需要通过盐酸、双氧水和硝酸等物质的氧化作用来对生物炭改性等类似的处理能够显著提高生物炭对氟离子的吸附能力。改性生物炭去除阴离子效果显著的原因是其可以通过化学处理等方法,调控改变外部结构从而拥有不同的理化性质从而加强对阴离子的吸附能力。最终,本研究通过分析氟离子、生物炭各自的性质以及生物炭对氟离子的去除机理,来向生物炭对溶液中氟离子的去除潜力与未来的研究方向进行相关的展望,最终为研究生物炭去除氟离子奠定一定的基础。
引言
氟是人体必需的微量元素之一。然而,当环境中的氟含量超过一定限度,就会对生物产生危害。氟在环境中的流动迁移十分广泛和迅速,环境中的氟随着气流和降水扩散到周围地区,最终落到地面,被植物和土壤吸收,这造成氟在不同介质中的迁移受到的影响不同;水体中的氟污染迁移主要受到径流区的生物和土壤影响。虽然各种气态氟和液态氟对环境危害较大,但是,在固体中的氟污染物的结构较为稳定,对环境影响小[1]。因此,水体中的氟离子是环境中主要的污染危害来源,生物炭修复技术是一种流行的氟离子去除技术。作为生物炭的制备原料,生物质废物处理不当不仅是对资源的浪费,还会污染环境。将使用过的生物质转化为生物炭用于废水处理,不仅可以合理地消除生物质废物来优化资源,而且可以通过废物处理废物,也就是以废治废[3]。不仅如此,生物炭还具有原料来源广泛、生产成本低、生态安全、污染性低、可二次利用和广泛推广等特点,使其成为农业和环境修复等方面的新型环保材料[2]。随着炭材料在环境修复中的广泛应用,不同时期各国学者也对生物炭的来源、制备方法、理化性质、去除机理、去除效果等方面进行了广泛研究。
英国、巴西等国家在生物炭生产技术、应用、研究方面处于世界领先地位。2009年,英国“洛桑实验站”在沃本农场开展了生物炭长期定位的试验项目[4]。巴西研究机构EMBRAPA的生物炭项目也正在实施中,目的是为了创造更多“富碳黑土”[4]。中国的生物炭研究相比于生物科技处在前沿的国家来说起步比较晚。2010年6月12日,中国农业大学建立了中国第一个生物炭网络中心,这将对促进中国生物炭的研究和应用起到积极作用[4]。根据研究文献记载,关于生物炭的科学论文数量已经逐年增加。特别是2010年以来,对生物炭的研究越来越多。同时,国内外学者对生物炭在土壤改良、作物生长、生态环境效应及其自身特性等方面进行了大量的研究,并取得了一些重要的研究成果[4]。
原文链接:http://www.jxszl.com/hxycl/zyyhj/605579.html
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