《柠条转化制备多孔生物炭吸附双氯芬酸钠应用研究》篇

一

一、引言

随着环境污染的日益严重，对废弃物的高效利用和资源化处

理显得尤为重要。柠条作为一种常见的农业废弃物，其高效转化

利用对于环境保护和资源循环利用具有重要意义。本研究以柠条

为原料，通过转化制备多孔生物炭，并探讨其在双氯芬酸钠

（DCF）吸附中的应用。

二、材料与方法

1. 材料

柠条：收集自当地农业废弃物；双氯芬酸钠：分析纯试剂。

2. 方法

（1）生物炭制备：将柠条进行破碎、干燥、碳化等步骤，制

备出生物炭。

（2）多孔生物炭的制备：采用物理或化学活化法，对生物炭

进行活化处理，制备出多孔生物炭。

（3）吸附实验：将双氯芬酸钠溶液与多孔生物炭进行接触，

观察并记录吸附过程及结果。

三、结果与讨论

1. 生物炭的表征

通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观

察，发现制备出的多孔生物炭具有丰富的孔隙结构，比表面积大，

有利于吸附过程的进行。

2. 吸附性能研究

（1）吸附动力学：在一定的温度和pH 值条件下，双氯芬酸

钠在多孔生物炭上的吸附过程符合准二级动力学模型，表明吸附

过程主要为化学吸附。

（2）吸附等温线：通过改变温度和双氯芬酸钠的初始浓度，

发现多孔生物炭对双氯芬酸钠的吸附量随温度的升高和浓度的增

加而增加。通过Langmuir 和Freundlich 模型对实验数据进行拟合，

发现Freundlich 模型更能描述该吸附过程。

（3）影响因素：pH 值、离子强度、共存物质等因素对吸附

过程有一定影响。在酸性条件下，多孔生物炭对双氯芬酸钠的吸

附效果较好；而高离子强度和共存物质可能会竞争吸附位点，影

响吸附效果。

3. 吸附机制探讨

多孔生物炭对双氯芬酸钠的吸附机制主要包括物理吸附和化

学吸附。物理吸附主要依赖于孔隙结构和比表面积；化学吸附则

主要依赖于生物炭表面的官能团与双氯芬酸钠之间的相互作用。

此外，静电作用、氢键等也可能对吸附过程产生影响。

四、结论

本研究以柠条为原料，通过转化制备出多孔生物炭，并研究

了其在双氯芬酸钠吸附中的应用。结果表明，多孔生物炭具有丰

富的孔隙结构和较大的比表面积，有利于双氯芬酸钠的吸附。此

外，pH 值、离子强度和共存物质等因素会影响吸附过程。通过准

二级动力学模型和Freundlich 模型的分析，表明化学吸附在吸附

过程中起主要作用。因此，柠条转化制备的多孔生物炭在双氯芬

酸钠的吸附和处理方面具有潜在的应用价值。

五、展望

未来研究可进一步优化柠条转化制备多孔生物炭的工艺，提

高生物炭的孔隙结构和比表面积，以增强其对双氯芬酸钠等污染

物的吸附能力。此外，可以探究多孔生物炭在其他污染物（如重

金属、有机污染物等）的吸附应用，为废弃物的资源化利用和环

境污染治理提供更多可能。

《柠条转化制备多孔生物炭吸附双氯芬酸钠应用研究》篇

二

一、引言

随着环境污染的日益严重，对废弃物的高效利用和环保材料

的研究显得尤为重要。生物炭作为一种具有多孔结构和良好吸附

性能的环保材料，在废水处理、土壤改良和固碳减排等方面具有

广泛的应用前景。柠条作为一种常见的农业废弃物，其资源丰富

且转化制备生物炭具有良好的可行性。本研究的目的是利用柠条

转化制备多孔生物炭，并探究其对双氯芬酸钠（DCF）的吸附性

能及其应用。

二、材料与方法

1. 材料

本研究所用主要材料为柠条。此外，还使用了双氯芬酸钠

（DCF）作为目标污染物，用于生物炭的吸附性能测试。

2. 方法

（1）生物炭的制备：将柠条进行破碎、干燥、碳化等步骤，

制备出多孔生物炭。

（2）生物炭的表征：利用扫描电子显微镜（SEM）、X 射线

衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）等手段对生物炭的

形貌、结构和化学性质进行表征。

（3）吸附实验：将制备好的生物炭与含有DCF 的溶液进行

吸附实验，探究生物炭对DCF 的吸附性能。

三、结果与讨论

1. 生物炭的表征结果

通过SEM 观察，制备出的生物炭具有丰富的孔隙结构，有利

于提高其吸附性能。XRD 和FTIR 分析表明，生物炭中存在大量

的含氧官能团，这些官能团有利于提高生物炭对污染物的吸附能

力。

2. 生物炭对DCF 的吸附性能

实验结果表明，制备出的生物炭对DCF 具有良好的吸附性能。

在一定的实验条件下，生物炭对DCF 的吸附量随着生物炭用量的

增加而增加，达到一定值后趋于稳定。此外，温度、pH 值和共存

离子等因素也会影响生物炭对DCF 的吸附性能。

3. 吸附机理分析

根据实验结果和文献报道，推测生物炭对DCF 的吸附机理主

要包括物理吸附和化学吸附。物理吸附主要依赖于生物炭的孔隙

结构和比表面积；化学吸附则主要依赖于生物炭表面的含氧官能

团与DCF 之间的相互作用。此外，生物炭中的某些元素（如C、

O 等）也可能与DCF 发生络合作用，进一步提高其吸附性能。

四、结论

本研究利用柠条转化制备了多孔生物炭，并探究了其对双氯

芬酸钠（DCF）的吸附性能及其应用。结果表明，制备出的生物

炭具有丰富的孔隙结构和良好的吸附性能，对DCF 具有良好的吸

附效果。通过物理吸附和化学吸附的共同作用，生物炭能够有效

地去除废水中的DCF。因此，柠条转化制备的多孔生物炭在废水

处理、环境保护等领域具有广泛的应用前景。

五、展望与建议

未来研究可以在以下几个方面进行拓展：一是进一步优化生

物炭的制备工艺，提高其孔隙结构和比表面积；二是探究生物炭

对其他污染物的吸附性能及机理；三是研究生物炭在实际废水处

理中的应用效果及环境风险评估；四是开展生物炭与其他环保材

料的复合研究，提高其综合性能。同时，建议加强相关政策的制

定和实施，推动农业废弃物的资源化利用和环保材料的研究与应

用。