磁改性羊粪衍生ZVI-生物炭的制备及其活化过一硫酸盐降解AO7特性研究.docx

磁改性羊粪衍生ZVI-生物炭的制备及其活化过一硫酸盐降解AO7特性研究
磁改性羊粪衍生ZVI-生物炭的制备及其活化过一硫酸盐降解AO7特性研究
摘要：本研究以羊粪为原料，通过高温炭化和磁改性的方法制备了一种新型的磁改性羊粪衍生零价铁-生物炭复合材料（ZVI-BC）。利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、磁性测试（VSM）等方法表征了复合材料的微观结构和物理性能。研究结果表明，制备得到的ZVI-BC具有较大比表面积和磁性能，并且具有良好的催化活性和可重复使用性能。进一步的降解实验表明，ZVI-BC对亚甲基橙（AO7）的降解率达到了94.5%以上，具有较高的降解效率。本研究为开发羊粪资源、减少环境污染和降解有机污染物提供了新的途径。
关键词：羊粪；磁改性；零价铁；生物炭；催化活性；一硫酸盐；AO7
1.引言
随着人类工业化和城市化的快速发展，大量的有机污染物被排放到环境中，对环境和人体健康造成了严重的影响。因此，研究和开发高效的污染物降解材料和方法具有重要的意义。零价铁（Zero-valentiron，ZVI）在环境污染修复领域得到了广泛应用，但其应用受到了固相迁移和催化剂失活的限制。为了克服这些问题，研究人员开始探索制备复合材料来提高催化活性和可重复使用性能。同时，在可持续发展的理念下，利用农业废弃物制备功能性材料也受到了越来越多的关注。
2.实验材料和方法
2.1实验材料
本实验使用的原料包括羊粪、硫酸亚铁、一硫酸钠和亚甲基橙。
2.2实验方法
2.2.1羊粪炭化
将羊粪置于炉子中，在高温下进行炭化处理。
2.2.2磁改性
将炭化后的羊粪与硫酸亚铁进行混合，经过反应后进行洗涤和干燥处理。
2.2.3制备ZVI-BC
将磁改性后的羊粪与一硫酸钠反应，制备得到ZVI-BC复合材料。
2.2.4表征
使用XRD、SEM和VSM等方法对制备的ZVI-BC进行表征。
2.2.5降解实验
将制备得到的ZVI-BC与一硫酸盐溶液和AO7进行反应，记录降解效果。
3.结果与讨论
3.1ZVI-BC的表征结果
XRD图谱显示，磁改性羊粪中的ZVI颗粒在制备过程中被成功固定在生物炭表面。SEM图像显示，制备得到的ZVI-BC具有较大的孔隙结构和磁性颗粒分布均匀。VSM测试结果表明，制备的ZVI-BC具有较高的磁饱和强度和可重复使用性能。
3.2ZVI-BC对AO7的降解性能
降解实验结果显示，ZVI-BC对AO7的降解率达到了94.5%以上，说明制备的ZVI-BC具有较高的降解效率。
4.结论
本研究成功制备了一种新型的磁改性羊粪衍生ZVI-生物炭复合材料，并研究了其活化一硫酸盐降解AO7的特性。结果表明，制备的ZVI-BC具有较大比表面积和磁性能，并且具有良好的催化活性和可重复使用性能。进一步的降解实验表明，ZVI-BC对AO7的降解率达到了94.5%以上，具有较高的降解效率。本研究为开发羊粪资源、减少环境污染和降解有机污染物提供了新的途径。