本书通过对生物炭功能化改性、重金属吸附行为与机理的研究，得到了能够同时兼顾吸附性能和吸附速率的氢氧化钾活化和纳米复合两类功能化改性方法，为生物炭吸附剂的深入研究打下了良好基础。全书共分6章内容，具体包括：绪论、生物炭的制备及其功能化改性与表征、功能化改性前后生物炭对Pb2+的吸附性能、改性前后生物炭吸附Pb2+的吸附动力学与热力学机理、生物炭官能团改性吸附Pb2+的密度泛函理论研究、结论与展望。本书可作为高等院校生物工程、生物技术、化学工程及其他相关专业的本科生、研究生的知识拓展用书，也可作为相关专业的科研工作者和工程技术人员的参考书。
第1章绪论1
1.1重金属废水及其处理技术1
1.1.1我国的重金属水污染现状1
1.1.2重金属的性质与危害2
1.1.3重金属废水处理技术6
1.2生物炭的性质、制备方法与应用9
1.2.1生物炭的性质10
1.2.2生物炭的制备方法11
1.2.3生物炭的应用12
1.3生物炭吸附剂研究进展14
1.3.1生物炭吸附剂的发展历程14
1.3.2生物炭吸附剂的改性方法及性能17
1.3.3生物炭吸附剂性能的影响因素20
1.3.4生物炭吸附重金属离子的机理22
1.4研究意义及研究内容25
1.4.1研究目的及意义25
1.4.2研究内容26
1.4.3研究创新点27
第2章生物炭的制备及其功能化改性与表征28
2.1生物炭制备及功能化改性方法28
2.1.1生物炭的制备28
2.1.2氧化生物炭的制备28
2.1.3氢氧化钾活化生物炭的制备29
2.1.4磁性生物炭的制备29
2.1.5纳米复合生物炭的制备29
2.2生物炭及功能化改性生物炭制备机理29
2.2.1生物炭制备机理29
2.2.2氧化生物炭制备机理30
2.2.3氢氧化钾活化生物炭制备机理30
2.2.4磁性生物炭制备机理31
2.2.5纳米复合生物炭制备机理32
2.3生物炭及功能化改性生物炭的表征32
2.3.1傅里叶变换红外光谱（FT-IR）分析32
2.3.2X射线衍射（XRD）分析33
2.3.3扫描电镜（SEM）分析34
2.3.4比表面积分析36
2.3.5X射线光电子能谱（XPS）分析37
2.4本章小结41
第3章功能化改性前后生物炭对Pb2+的吸附性能43
3.1吸附时间对吸附过程的影响43
3.1.1生物炭43
3.1.2氧化生物炭44
3.1.3氢氧化钾活化生物炭45
3.1.4磁性生物炭45
3.1.5纳米复合生物炭46
3.2溶液pH对吸附过程的影响47
3.2.1铅离子化学形态及饱和指数理论计算47
3.2.2生物炭49
3.2.3氧化生物炭49
3.2.4氢氧化钾活化生物炭50
3.2.5磁性生物炭51
3.2.6纳米复合生物炭51
3.3离子初始浓度对吸附过程的影响52
3.3.1生物炭52
3.3.2氧化生物炭53
3.3.3氢氧化钾活化生物炭54
3.3.4磁性生物炭54
3.3.5纳米复合生物炭54
3.4温度对吸附过程的影响57
3.4.1生物炭57
3.4.2氧化生物炭58
3.4.3氢氧化钾活化生物炭58
3.4.4磁性生物炭58
3.4.5纳米复合生物炭59
3.5循环使用性能考察60
3.6本章小结61
第4章改性前后生物炭吸附Pb2+的吸附动力学与热力学机理63
4.1吸附动力学63
4.1.1生物炭的吸附动力学63
4.1.2氧化生物炭的吸附动力学65
4.1.3氢氧化钾活化生物炭吸附动力学67
4.1.4磁性生物炭的吸附动力学69
4.1.5纳米复合生物炭的吸附动力学71
4.2吸附等温线73
4.2.1生物炭的吸附等温线74
4.2.2氧化生物炭吸附等温线75
4.2.3氢氧化钾活化生物炭的吸附等温线77
4.2.4磁性生物炭吸附等温线78
4.2.5纳米复合生物炭的吸附等温线80
4.3吸附热力学82
4.3.1氧化生物炭的吸附热力学82
4.3.2氢氧化钾活化生物炭的吸附热力学83
4.3.3磁性生物炭的吸附热力学84
4.3.4纳米复合生物炭的吸附热力学85
4.4本章小结86
第5章生物炭官能团改性吸附Pb2+的密度泛函理论研究89
5.1生物炭吸附Pb2+的DFT研究89
5.1.1生物炭表面的DFT计算分析89
5.1.2生物炭吸附Pb2+的计算与结果分析92
5.2官能团改性生物炭吸附Pb2+的DFT研究97
5.2.1官能团改性生物炭表面的DFT计算分析97
5.2.2官能团改性生物炭吸附Pb2+的计算与结果分析103
5.3本章小结108
第6章结论与展望110
6.1结论110
6.2展望111
参考文献113
李翠
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李翠，女，博士，云南开放大学化学工程副教授，“食品生物技术”及“园林技术”专业主任。学校高层次引进人才，云南省科技厅科技专家。主讲生态学、大学化学、环境分析、应用微生物学、分子生物学等多门专业核心课程。在Waste Management、Desalination and Water Treatment、Colloids and Surfaces A 等国内外知名期刊上发表学术论文多篇参编教材2部。主持并参与各级科研课题10余项，获地厅级科技进步奖1项。指导大学生各类竞赛多次荣获省部级奖项。
