磁性生物炭的制备及其对铬的吸附机理研究文献综述

 2022-12-08 04:12

1.1中药渣的现状

中国是中药的发源地,同时也是中药大国,我国的核心的中医政策是团结中西医和继承中医药学,并采取了一系列有力措施发展中医药事业。随着中药的发展,中药渣的量也日益增加,我国中药渣的年排放量达3000多万吨, 其中江苏省中药渣的年排放量为100 万吨, 仅南京六大中药制药厂年排放量达10万多吨。[1]

早期中药渣的处理方法和大多固体废弃物一样采用焚烧、填埋、堆放等方法,而大部分中药渣中很多营养物质没有被充分利用,这样不仅造成了环境的巨大污染而且浪费了资源。比如,南京金陵制药厂生产脉络宁的废弃渣: 有机质含量为84%, N、P2O5、K20 总养分达4.38%,全N 为2.93%, 全P2O5 为0.53%, 全K20 为0.92%。黄亚飞[2]等发现黄芪药渣中的黄芪甲苷提取量高达黄芪药材的72.08%。贾伍员等[3]研究发现板蓝根中药渣中含有大量的有机碳、粗纤维,以及部分还原糖、蛋白质、氨基酸等。

针对这种情况白鹭等[4]利用NaOH 、NaClO 溶液氧化板蓝根药渣处理含铅废水,并考察了含铅废水初始浓度、pH、吸附时间和温度对吸附效果的影响,结果表明初始浓度越高吸附容量越大,但在50mg/L时达到吸附饱和。pH 对吸附Pb2有显著影响,最佳pH 是6,此时去除率高达到92.7%。当吸附时间为3 h 时,吸附过程达到平衡。改性板蓝根药渣对铅的吸附率在30 ℃时最高,为92.3%。50 mL50 mg/L的含铅废水,在投入0.15 g 改性板蓝根时,吸附率达到最大(92.1%),吸附容量达到最高(15.25mg/g)。Langmuir 模型对改性板蓝根药渣吸附铅离子有更好的拟合效果,吸附过程可以用准二级动力学模型描述。

黄静等[5]用氯化锌活化三七和麦冬两种中药渣制备活性炭,并将两种活性炭吸附铜、铅两种重金属离子废水。实验结果表明,以三七中药渣为原料,可得到得率为40%-50%、碘吸附值为910940mg/g的中孔活性炭;以麦冬中药渣为原料,可得到得率为35%-40%,碘吸附值为1000~1055mg/g的微孔活性炭。三七中药渣基活性炭由于含有较多中孔活性炭对重金属Pb2 、Cu2 的吸附效果比麦冬中药渣基活性炭好。两种活性炭对Cu2 的吸附效果都好于Pb2

南京市蔬菜科学研究所,利用中药渣栽培食用菌,研制栽培基质,建成了中药渣年处理量达2万m3的生产线[6]。王向积等[7]设计了一套工艺流程,可以将华钟公司年产量2 000 t中药渣全部消化利用, 且年产栽培料7 000 t以上, 为菇农增加收益近300万元。

1.2生物炭定义及来源

生物炭简单地说是在缺氧或低氧的密闭条件下由动植物残体热解产生的一类难溶、稳定、高度芳香化的、富含碳素的固体物质。生物质的来源广泛,如木头、树叶、农作物秸秆、废木屑、畜禽粪便等。国际生物炭行动组织(International Biochar Initiative,IBI)将生物炭定义为“生物炭是一类细颗粒状木炭,富含有机碳且难降解。它是由植物或废弃物原料热解裂解产生的。作为土壤改良剂,生物炭形成了一个坚固的土壤炭结合体,且其为碳负性的,不仅可以封存大气中的二氧化碳至高度稳定的土壤碳库,而且能增加土壤的营养持久性,减少总施肥量,减少了气候环境对作物的影响。”

1.2.1生物炭的理化性质

不同来源、不同制作工艺及条件的生物炭,粒径机械强度、灰分、含水量、pH、比表面积等理化性质通常会有很大的不同。

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