【摘 要】
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本研究以农业废弃物花生壳为生物质原料,采用微波辅助水热法制备生物炭,并通过磁性Mg Fe2O4对其进行改性得到磁性Mg-Fe@BC复合材料。采用FT-IR、XRD、SEM等手段对改性前后的生物炭进行表征,研究磁性Mg-Fe@BC复合材料对水中分散红167染料和Cr（Ⅵ）的吸附特性的影响及吸附机理,并探究其对Cr（Ⅵ）污染土壤微生物群落多样性的影响。具体内容如下:（1）通过改变微波消解功率（100w
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本研究以农业废弃物花生壳为生物质原料,采用微波辅助水热法制备生物炭,并通过磁性Mg Fe2O4对其进行改性得到磁性Mg-Fe@BC复合材料。采用FT-IR、XRD、SEM等手段对改性前后的生物炭进行表征,研究磁性Mg-Fe@BC复合材料对水中分散红167染料和Cr（Ⅵ）的吸附特性的影响及吸附机理,并探究其对Cr（Ⅵ）污染土壤微生物群落多样性的影响。具体内容如下:（1）通过改变微波消解功率（100w、80w、50w）和消解时间（15min、10min）,得到六种生物炭。通过吸附性能比较研究发现,微波消解功率为80w、消解时间为10min制备的生物炭（BC）对分散红167染料和Cr（Ⅵ）的去除率最低。为进一步提高生物炭对分散红167染料和Cr（Ⅵ）的去除率,向炭化处理后的花生壳生物炭表面引入磁性Mg Fe2O4,制备磁性Mg-Fe@BC复合材料。（2）利用扫描电镜和透射电镜观察了磁性Mg-Fe@BC复合材料的表面样貌;利用傅里叶红外光谱对磁性Mg-Fe@BC复合材料的基本官能团进行了分析;利用X射线衍射仪对磁性Mg-Fe@BC复合材料的晶型进行了分析。表征结果表明,相比于原始生物炭,磁性Mg-Fe@BC复合材料表面比较粗糙,且增加了大量含氧官能团。（3）将上述制备的磁性Mg-Fe@BC复合材料用于吸附分散红167染料和Cr（Ⅵ）实验。考察初始p H、反应温度、离子强度、初始浓度、接触时间对磁性Mg-Fe@BC复合材料吸附分散红167染料和Cr（Ⅵ）的效果。结果显示在酸性条件下,磁性Mg-Fe@BC复合材料对分散红167染料和Cr（Ⅵ）的吸附效果远高于BC。吸附等温研究表明,磁性Mg-Fe@BC复合材料对分散红167染料和Cr（Ⅵ）的最大吸附量分别是52.855和12.606 mg/g。吸附动力学结构表明,拟二级动力学能更好的拟合磁性Mg-Fe@BC复合材料对分散红167染料和Cr（Ⅵ）的吸附。吸附剂的解吸再生实验表明,磁性Mg-Fe@BC复合材料具有良好的再生性能,经过五个循环实验后,对分散红167染料和Cr（Ⅵ）的去除率分别可达58.21%和30.85%。（4）磁性Mg-Fe@BC复合材料对Ⅵ污染土壤的微生物群落多样性的影响。通过土壤培养实验研究了添加不同量的磁性Mg-Fe@BC复合材料对含有50 mg/kg Cr（Ⅵ）污染土壤微生物多样性的影响。对比空白对照组,发现添加的磁性Mg-Fe@BC复合材料的量越多,土壤细菌种群的相对丰度越高。
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