化学改性及水热炭改性菜籽粕对溶液中Cd(Ⅱ)的吸附性能及机理研究

来源 :湖南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jhxuxu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,水体重金属污染已经成为当前我国急需解决的重大需求,其中吸附法是净化水体重金属污染的主要方法之一,其核心是研发高效低廉的吸附材料。菜籽粕是我国食用菜籽油的主要副产品,年产量高达到一千多万吨,粗蛋白和粗纤维含量较高,理论上是一种较好的吸收材料。本实验通过比较多种农业生物质材料的吸镉量,筛选出高效低廉的生物质吸附材料,并探究溶液吸附剂投加量、初始p H、溶液初始镉浓度、吸附平衡时间等因素对吸附性能的影响及吸附机理,分析利用该生物质材料净化水体镉污染的可行性。在此基础上,探讨化学改性和水热炭改性对生物质材料,制备出五种新型吸附材料CZP-Na OH、CZP-KMn O4、Na OH-SRT、KMn O4-SRT、SRT。并通过多种表征手段和吸附因素影响探究材料吸附性能与吸附机理的影响。主要研究结果如下:(1)比较常见的七种农业生物质材料发现,菜籽粕对Cd2+的吸附能力最优,因此选择菜籽粕作为后续实验吸附材料。探究不同因素对菜籽粕吸附废水中Cd2+的影响,确定菜籽粕最加投加量为2 g·L-1,吸附平衡时间为120 min,理论最大吸附量为59.94 mg·g-1。且吸附能力随p H的升高而升高,p H=8时,吸附量为34.4mg·g-1。当Cd2+溶液浓度为160 mg·L-1时,吸附容量为44.25 mg·g-1。从表征结果看,菜籽粕原样中主要含有C、O、N三种元素,同时含有羟基、羧基等易与Cd2+发生低价配合反应等活性官能团。(2)通过化学改性菜籽粕发现,CZP-Na OH材料表面孔隙增加,出现孔洞结构,CZP-KMn O4中存在颗粒物,为锰氧化物的颗粒。CZP-KMn O4中Mn元素要以Mn O2形式被成功负载,对吸附溶液中的Cd2+也起到一定的作用。Na OH-CZP中含氧官能团增加,主要为-COOH、-OH等官能团。Na OH改性与KMn O4改性后吸附能力大大提高,对Cd2+的理论吸附量分别为原样的1.56倍和1.31倍,吸附时间分别从原样的120min缩短至20 min和60 min。CZP-Na OH、CZP-KMn O4吸附机理主要是通过化学吸附和的单一表面均一吸附的。(3)与菜籽粕原样相比,通过水热炭化改性后,SRT亲水性和极性减少、芳香性增强。Na OH-SRT亲水性、芳香性、极性均增强,KMn O4-SRT芳香性增加,亲水性与极性均减小。三种材料热稳定性分别是Na OH-SRT>KMn O4-SRT>SRT三种菜籽粕水热改性生物炭中主要含有-C-OH、(-C-C-、-C=C-)、-C=O三种官能团,且Na OH-SRT与SRT改性后,含氧官能团增加。KMn O4-SRT水热改性Mn元素主要以Mn O2的形式被成功负载。Na OH-SRT、KMn O4-SRT、SRT对Cd2+的吸附都遵循着langmuir吸附等温模型和二阶动力学模型。从吸附效果来看,通过水热改性后吸附能力显著提高,Na OH-SRT、KMn O4-SRT和SRT理论最大吸附量增加3.66倍、2.92倍、2.5倍。
其他文献
随着抗生素在畜牧业和饲料工业中的不合理使用甚至滥用,继而出现了一系列弊端并日益突显。因此,寻找到一种能有效替代抗生素且无污染和副作用的绿色饲料添加剂已成为现阶段畜牧业的研究热点。微生态制剂具有调节动物消化道微生态环境,维持肠道菌群平衡;协助消化吸收,提高饲料利用率;增强动物免疫系统功能,提高抵抗疾病的能力,已成为抗生素替代品研究的热门课题。茶籽粕是油茶经过加工提炼后的主要副产物,因其自身含有许多生
本研究为了探索月季RcAP2基因对植物生长发育和环境胁迫的影响,构建基于CRISPR/Cas9基因编辑技术的植物双元表达载体。以拟南芥作为受体材料,应用农杆菌介导法对拟南芥花序进行侵染转化,获得了表达eGFP(enhanced Green Fluorescent Protein)的拟南芥转化植株;以月季作为受体材料,优化了月季植株再生体系;采用农杆菌介导法对月季胚性愈伤组织、月季茎段芽进行侵染转化
本论文的主要目的是探讨奶牛日粮中添加不同粉碎粒度的亚麻籽对奶牛生产性能、牛奶和血液中脂肪酸组成及脂质氧化的影响,以期探讨在奶牛日粮中添加亚麻籽的粉碎粒度提供理论依据。本论文分为3个试验。试验选用45头泌乳日龄为60-120d,产奶量为36-44kg/d的中国荷斯坦奶牛,随机分为3组,分别为对照组,粉碎组和完整组。预饲期7d,试验期35d。粉碎组每天添加1.5kg的0.2mm粉碎亚麻籽(包括亚麻籽、
为研究穿心莲内酯对黄鳝生长性能及免疫的影响,并探索其机制,本研究共开展了两个实验。实验一:以初始体重为(25.00±0.15)g的黄鳝幼鱼为研究对象,设置对照组为基础饲料,分别在基础饲料中添加75、150、225和300 mg/kg穿心莲内酯,分别记为AD1、AD2、AD3、AD4和AD5,共配置5组等氮等能饲料,每组三个重复,养殖实验在池塘网箱(1.5 m×2.0 m×1.5 m)中进行,持续8
滑坡状态的实时监测是灾害预防与治理的重要依据.针对目前滑坡监测系统中存在测点间距离远、多传感器接入繁琐、数据采集困难等问题,设计了一种基于LoRa的滑坡远程监测系统.该系统包括节点单元、LoRa集中器、云服务器及滑坡信息监测网页.采用STM32单片机设计的节点单元,完成对滑坡现场各种传感器数据的采集和协议转换;待LoRa集中器将数据汇聚后通过4G通信发送到云服务器;开发滑坡信息监测网页,实时刷新监
柑橘溃疡病(Xanthomonas citri subsp.citri,Xcc)是严重阻碍柑橘产业发展的世界性检疫病害,防控困难,选育抗病品种为防治溃疡病的唯一有效办法。枸橼C-05是柑橘属独特的抗溃疡病种质,为抗性机理和抗病育种提供了种质基础。本研究通过研究枸橼扦插繁殖方法,筛选出枸橼最佳生根培养的环境和促进生根剂ABT 1号的浓度,为后续实验提供了材料保障。对不同枸橼种质进行柑橘溃疡病离体与活
文化回应性教学秉持教学以文化为内核的准则,强调教学要回应学生的文化背景;地方性知识教学则是借助乡村学生熟知的地方性知识促进课堂教学的一种教学方式,二者在理念与逻辑上存在一定的共通性。基于文化回应性教学的视角,当下新生代乡村教师在地方性知识教学中表现出地方性知识教学意识缺失、教学效能偏低、教学方法枯燥以及教学能力孱弱等现实困境。新生代乡村教师应当秉持包容性原则,丰富自身的地方性知识储备;秉持关怀性原
油菜(Brassica napus L.)是我国主要油料作物和镉(Cd)富集作物之一。合理的农业管理技术对于提高油菜修复Cd污染土壤具有重要的意义。本研究拟以一种甘蓝型油菜品种“湘杂油6号”为研究对象,通过与四种作物间作提高油菜的Cd吸收量,利用种间根系相互作用(无分隔处理)、有种间根际效应(尼龙网分隔)和无种间根系互作处理(全分隔)三种分隔方式来调节油菜和作物根系的相互作用强度,研究间作根系质流
为了减少因为软件升级产品拆装造成的时间及人工消耗,采用了一种基于CAN总线的多DSP智能节点软件在线升级方法,该方法是基于Bootloader引导系统的CAN总线软件在线升级方法,通过多节点自主匹配识别技术,实现了通过一条CAN总线对多个DSP的自动选择识别和软件烧写;同时,实现了分包交互的软件升级模式,突破原有方式对软件规模的限制。通过在某产品控制系统上对多组件进行软件在线升级,已充分验证了该方
为湘南筛选适宜机插的早晚稻品种,探索水稻品种宜机插的评价方法,建立快速筛选指标,实现宜机插品种的快速筛选。以12个早稻品种与17个晚稻品种(包含常规稻、杂交稻与超级稻)研究了各早晚稻品种的生育期、秧苗素质(根系盘结力、抗折力与发根力)、返青期、根系伤流强度、剑叶SPAD值、各生育时期干物质积累量及产量与产量构成等指标,初步探索各指标与品种宜机插之间的关联性。主要研究结果如下:(1)通过借鉴文献资料