在脂质提取后利用消耗的微藻生物质去除重金属

科学领域:

• 环境科学 环境科学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 生物技术是生物技术.

背景情况:

• 污染废水的重金属,如构成严重的环境和健康风险.
• 微藻生物质是生物燃料生产的副产品,为可持续的废物管理和资源回收提供了机会.
• 从废物中开发具有成本效益和效率的吸附剂对于环境修复至关重要.

研究的目的:

• 评估消耗的微藻生物质及其生物炭衍生物在从水溶液中去除 (Cd2+) 的有效性.
• 为了比较来自不同微藻类物种 (Scenedesmus和Spirulina) 的生物炭的吸附性能.
• 阐明吸附机制和去除的动力学.

主要方法:

• 从脂质提取的Scenedesmus和Spirulina生物质中制备生物炭.
• 批量吸附实验以确定去除效率和吸附能力.
• 使用诸如表面积分析和泽塔电位测量等技术对生物质和生物炭进行表征.
• 动力和等温建模 (伪二次,兰慕尔,弗洛伊德利希) 了解吸附行为.

主要成果:

• 来自Scenedesmus的生物炭表现出79 mg/g的高最大Cd2+吸附能力,这归因于其更大的表面积 (37.1 m2/g) 和负表面电荷 (pH 6时-38.5 mV).
• 螺旋藻衍生生物炭由于灰含量高,孔隙堵塞和表面特性不太有利 (表面积5.2 m2/g, -10.5 mV 泽塔电位) 而表现出较低的Cd2+吸附 (22 mg/g).
• 吸附在30分钟内达到平衡,遵循伪二次动力学,最好用弗洛伊德利希模型来描述生物炭,用Langmuir模型来描述消耗的生物质.

结论:

• 将消耗的微藻生物质转化为生物炭是一种可行的策略,用于生产有效的吸附剂来去除.
• 吸附性能取决于物种,Scenedesmus生物炭的效率显著更高.
• 静电吸引是控制吸附到微藻生物质及其生物炭衍生物上的主要机制.