氮掺杂强化生物炭还原-络合协同固定重金属铬的机制研究

基本信息
批准号:41907122
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:王逸
学科分类:
依托单位:广东工业大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
强化修复氧化还原生物炭电化学方法
结项摘要

In-situ immobilization of heavy metals by biochar serve as an effective method for heavy metals-contaminated soil remediation, and the enhanced immobilization of heavy metals by modified biochar has attracted intensive attention. The key to the immobilization of heavy metals by biochar is surface functional groups. Nitrogen doping could significantly enhance the immobilization of chromium by biochar due to addition of nitrogen-containing functional groups. However, the feature of different nitrogen-containing functional groups and the mechanism of immobilization of heavy metals by nitrogen-doped biochar were currently unknown. This project is going to systemically investigate the effect of nitrogen doping on immobilization of chromium by biochar. It will provide a method to fabricate nitrogen-doped biochar for high-efficient immobilization of heavy metals. Electrochemistry and spectroscopy analytical technologies are used to characterize and analyze nitrogen-doped biochar. It will determine the quantitative characterization of electron transfer capacity and process and reveal the effects of different nitrogen-containing functional groups on reduction of chromium by biochar. We also investigate the re-absorption process of chromium (III) by of nitrogen-doped biochar to illustrate the mechanism of enhanced immobilization of chromium by biochar with nitrogen-containing functional groups. It will reveal the mechanism of enhanced immobilization of chromium by nitrogen-doped biochar with coupled reduction-complexation reaction. The results may provide theoretical foundation to develop the remediation technology of heavy metals-contaminated soil by biochar.

生物炭原位钝化技术是治理土壤重金属污染的有效措施,如何改性强化生物炭重金属钝化作用是当前研究热点。表面基团是影响生物炭钝化固定重金属的关键,氮原子掺杂改性表面基团可提高生物炭重金属还原/络合吸附效果,但含氮基团的功能和钝化重金属作用机理尚不明确。本项目以氮掺杂生物炭为对象,以铬为模式污染物,系统研究氮掺杂生物炭钝化重金属铬的强化效应,建立构建高效氮掺杂生物炭重金属钝化剂的方法;利用电化学和光谱技术,表征氮掺杂生物炭电子转移能力和过程,探明不同含氮基团对生物炭还原重金属铬的贡献,研究氮掺杂生物炭对三价铬的再吸附过程,明确含氮基团强化生物炭吸附铬的机制,阐明氮掺杂强化生物炭还原-络合固定重金属铬的耦合过程和机制,为发展生物炭重金属污染土壤修复技术提供理论基础。

项目摘要

本项目研究氮掺杂改性生物炭钝化/去除重金属铬的强化效应,利用电化学-光谱技术,在不同外源氮掺杂、富氮生物质自掺杂、热解温度、KOH活化等条件下,系统研究氮掺杂生物炭还原-吸附六价铬作用规律、物化特性、表面基团分布、电子转移特征等,提出了KOH活化调控氮自掺杂改性的方法,构建了基于还原-络合过程高效治理重金属六价铬的生物炭钝化剂,揭示了氮掺杂生物炭以氨基、羟基强化络合吸附和醌基-酚基介导还原协同固定/去除重金属六价铬的电子传递过程及作用机理,为生物炭在重金属污染土壤环境修复领域的应用提供支持。在此基础上,利用氮掺杂强化碳材料电子传递能力,构建高效生物电化学/光化学体系,实现废水处理过程污染物快速降解同步生物能源高效回收,拓展氮掺杂碳材料在水环境治理领域的应用。相关结果已发表SCI论文5篇,中文核心论文1篇,培养硕士研究生4名,完成预期任务。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.10.026
发表时间:2022
3

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
4

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022
5

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

DOI:10.5846/stxb201912262800
发表时间:2020

王逸的其他基金

相似国自然基金

1

多级孔修饰污泥生物炭对放射性废水铀的络合-还原协同固定机制

批准号:51508116
批准年份:2015
负责人:孔令军
学科分类:E1006
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
2

基于底泥基生物炭介导强化河流底质中硝态氮生物还原作用机制的研究

批准号:51909065
批准年份:2019
负责人:隋明锐
学科分类:E1007
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

超富集植物生物炭氧化还原性的重金属控制机制

批准号:41572349
批准年份:2015
负责人:刘强
学科分类:D0706
资助金额:68.00
项目类别:面上项目
4

天然有机质和铁氧化物协同促进生物还原固定六价铬机理和应用研究

批准号:51808541
批准年份:2018
负责人:孟颖
学科分类:E1007
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目