石墨烯氧化物工程生物炭的生产和表征以及从水溶液中吸附有机微污染物的应用

科学领域:

• 环境化学环境化学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 水处理技术水处理技术

背景情况:

• 生物炭是一种有前途的吸附材料,来自生物质热解.
• 石墨烯氧化物 (GO) 功能化可以增强生物炭的特性,以消除污染物.
• 优化热解温度和生物质来源对于生物炭的有效性至关重要.

研究的目的:

• 为了研究传统生物炭和氧化石墨烯工程生物炭的物理化学特性.
• 评估这些生物炭在从水中去除有机微污染物的吸附性能.
• 为了确定生物质类型,GO剂量和热解温度对生物炭特性和吸附效率的影响.

主要方法:

• 从皮 (RH) 和污水泥 (SS) 生产生物炭,其氧化石墨烯 (GO) 含量 (0.1%,1%) 和热解温度 (400°C,600°C) 不同.
• 产生的生物炭的全面物理化学表征.
• 吸附实验,以评估从自来水和处理的城市废水中去除六种有机微污染物.

主要成果:

• 热解温度和生物质类型显著影响了生物炭结构;较高的温度 (600°C) 导致碳含量增加,特定表面积和石墨稳定性.
• 石墨烯氧化物功能化通过增加碳和氧基功能群来增强生物炭表面特性.
• 吸附效率在自来水中从39.9%到98.3%,在经过处理的废水中从28.3%到97.5%,在600°C时生产的GO功能化大米生物炭表现最好.
• 2,4-二二醇是最难去除的微污染物.

结论:

• 氧化石烯功能化生物炭,特别是那些在600°C时从大米中提取的生物炭,对有机微型污染物具有优越的吸附能力.
• 生物炭的特性和吸附效率受到原料,热解条件和表面修饰的强烈影响.
• 这些工程生物炭代表了先进的水净化和废水处理的可行解决方案.