锰改性芦苇基生物炭制备及其催化臭氧氧化效能

作     者：罗桂林 罗晋 胡映明 冯伟莹 王俊凯 晁婧 

作者机构：宁夏理工学院理学与化学工程学院 北控水务(中国)投资有限公司 中国环境科学研究院环境污染控制工程技术研究中心 中国环境科学研究院环境技术工程有限公司 北京航空航天大学空间与环境学院 

出 版 物：《工业水处理》 (Industrial Water Treatment)

年 卷 期：2025年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 081705[工学-工业催化] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：宁夏高等学校科学研究项目(NYG2024246) 宁夏自然基金项目(2023AAC03370) 宁夏回族自治区普通本科高校一流本科专业建设点(应用化学)项目 中央级公益性科研院所基本科研业务费项目(2022YSKY-70) 

主　　题：催化臭氧氧化 芦苇生物炭 苯酚 金属负载改性 

摘      要：生物炭研究在实现“碳中和方面显示出积极意义。为探究湿地植物利用，以芦苇为原料制备生物炭（BC），采用Mn(NO3)2和Fe(NO3)3负载活化对BC改性，得到BCMn和BCFe两种生物炭催化剂。通过扫描电镜、比表面和孔径分布测定仪、X射线光电子能谱仪及红外光谱仪等方式进行表征；探究改性芦苇基生物炭对苯酚的吸附特性及其催化臭氧氧化焦化废水。结果表明：1)Mn和Fe负载显著增加生物炭的比表面积和总孔容积；BCMn增加最大，分别为438 m2/g和0.23 cm3/g。2)3种生物炭对苯酚吸附符合准二级动力学方程，Qe表现为BCMn（10.27 mg/g）BCFe（8.95 mg/g）BC（5.07 mg/g）。碘吸附值变化趋势为BCMn（461 mg/g）BCFe（325 mg/g）BC（240 mg/g）。3)BCMn催化臭氧氧化焦化废水生化出水的COD去除率（66.8%）是单独臭氧（42.8%）的1.6倍，出水COD（83 mg/L）低于100 mg/L的限值。4)BCMn催化臭氧氧化焦化废水中荧光物质，去除率为72.9%～89.9%。研究表明，BCMn具有较好的吸附和催化潜力，湿地植物生物炭研究有效支撑“以废治废。