The overall mechanisms of biochar i

The overall mechanisms of biochar interactions with metals are summarized in Fig. 3. Mechanisms for Pb2+ sorption by a sludge-derived biochar in an aqueous system were explained well by Lu et al. (2012). Four different possible mechanisms were proposed: (i) electrostatic outer-sphere complexation due to metal exchange with K+ and Na+ available in the biochar, (ii) co-precipitation and inner-sphere complexation of metals with organic matter and mineral oxides of the biochar, (iii) surface complexation with active carboxyl and hydroxyl functional groups of the biochar, and (iv) precipitation as lead–phosphate–silicate (5PbO·P2O5·SiO2). Precipitation of Pb2+ with phosphate in water on dairy manure-derived biochar (enriched with P) has also been reported by Cao and Harris (2010). Similar to Cu and Pb, water soluble Hg can be precipitated as Hg(OH)2 or HgCl2 on alkaline biochar surfaces containing high chloride content (Kong et al., 2011). Sorption of Cr(VI) on biochars has been attributed to binding with negatively charged biochar active sites after its reduction to Cr(III) due to O-containing functional groups (Dong et al., 2011, Choppala et al., 2012 and Bolan et al., 2013b). Mohan et al. (2011) demonstrated that the swelling behavior of oak wood and oak bark chars produced by fast pyrolysis is responsible for the high adsorption capacity for Cr(VI). Swelling of biochar in water opens the closed pores pre-existing in the dry biochar and provides more internal surface for adsorption. Furthermore, when wood is subjected to fast pyrolysis, the resulting char contains substantial (8–12%) oxygen. By-products of lignin pyrolysis include catechol and substituted catechol. Such structures must be present in the char and they generally act as reducing agents while being oxidized to ortho-quinone structural units. These units also chelate metal cations. As discussed by Mohan et al. (2011), celluloses and hemicelluloses also provide unsaturated anhydrosugars, diols, and other compounds that can reduce Cr(VI). Thus, these pyrolytic chars can readily reduce and bind to Cr(VI). As a result, biochar is an effective reductant for Cr(VI) due to its reactive surface functional groups and large surface area (Hsu et al., 2009a and Hsu et al., 2009b). The dominating mechanism for Cr(VI) adsorption on biochar has been suggested to consist of two parts: (i) the sorption of Cr(VI) and (ii) the subsequent reduction of sorbed Cr(VI) to Cr(III) (Hsu et al., 2009a). Aqueous Cr(VI) is possibly reduced by the formation of carboxylic and hydroxyl moieties available on biochar surfaces. The disordered polycyclic aromatic hydrocarbons sheets donate π-electrons for the Cr(VI) to be reduced (Wang et al., 2010). Cr(III) can then be adsorbed again by surface complexation and precipitation processes (Hsu et al., 2009a). Therefore, biochar enhances the reduction of toxic hexavalent Cr(VI) to less toxic trivalent Cr(III) in water.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

กลไกโดยรวมของการโต้ตอบ biochar กับโลหะจะถูกสรุปใน Fig. 3 กลไกดูด Pb2 โดย biochar มาตะกอนในระบบอควีถูกอธิบายอย่างดีโดย Lu et al. (2012) ได้เสนอกลไกได้แตกต่างกัน 4: (i) สถิต complexation ภายนอกทรงกลมเนื่องจากโลหะการแลกเปลี่ยนกับ K และ Na ใน biochar (ii) complexation ฝนร่วมและภายในทรงกลมโลหะอินทรีย์และแร่ออกไซด์ biochar, complexation ผิว (iii) กับงาน carboxyl และไฮดรอกซิลกลุ่ม functional biochar และฝน (iv) เป็นเป้าหมาย – ฟอสเฟต – ซิลิเคท (5PbO·P2O5·SiO2) นอกจากนี้ยังมีการรายงานฝนของ Pb2 กับฟอสเฟตในน้ำนมมามูล biochar (อุดมไป ด้วย P) Cao และแฮริส (2010) คล้ายกับ Cu Pb น้ำละลาย Hg สามารถจะตกตะกอนเป็น Hg (OH) 2 หรือ HgCl2 บนพื้นผิวด่าง biochar ประกอบด้วยคลอไรด์สูงเนื้อหา (กง et al., 2011) ดูดของ Cr(VI) บน biochars ได้ถูกบันทึกรวม biochar ชำระส่งใช้งานไซต์หลังจากที่ลดให้ Cr(III) เนื่องจากประกอบด้วย O กลุ่ม functional (Dong et al., 2011, Choppala et al., 2012 และ Bolan et al., 2013b) โมฮาน et al (2011) แสดงว่าลักษณะบวมของเปลือกไม้ และโอ๊คโอ๊คข้อมูลอักขระจากไพโรไลซิรวดเร็วชอบความสามารถในการดูดซับสูงที่ Cr(VI) บวมของ biochar ในน้ำเปิดที่ปิด pores ใหม่ใน biochar แห้ง และช่วยให้พื้นผิวภายในมากกว่าการดูดซับ นอกจากนี้ เมื่อไม้จะอยู่ภายใต้การไพโรไลซิอย่างรวดเร็ว อักขระเป็นผลลัพธ์ประกอบด้วยออกซิเจนสำคัญ (8 – 12%) ผลิตภัณฑ์ของไพโรไลซิ lignin รวม catechol และ catechol เทียบเท่า โครงสร้างดังกล่าวต้องมีการอัพเกรดห้องฟรี และพวกเขามีอำนาจเป็นตัวแทนลดลงในขณะที่ถูกออกซิไดซ์ ortho quinone หน่วยโครงสร้าง หน่วยงานเหล่านี้ยัง chelate โลหะเป็นของหายาก ตามที่อธิบายไว้โดยโมฮาน et al. (2011), celluloses hemicelluloses ยังให้ในระดับที่สม anhydrosugars, diols และสารประกอบอื่น ๆ ที่สามารถลด Cr(VI) ดังนั้น ข้อมูลอักขระเหล่านี้ pyrolytic พร้อมลด และสามารถผูกกับ Cr(VI) ดัง biochar เป็น reductant มีประสิทธิภาพสำหรับ Cr(VI) ของกลุ่ม functional ปฏิกิริยาที่พื้นผิวและพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ (al. et ซู 2009a และซู et al., 2009b) กลไกพลังอำนาจเหนือสำหรับดูดซับ Cr(VI) บน biochar ได้ถูกแนะนำจะประกอบด้วยสองส่วน: (i)ดูด Cr(VI) และลดลง (ii)ต่อมา sorbed Cr(VI) กับ Cr(III) (ซู et al., 2009a) Cr(VI) อควีอาจลดลง โดยการก่อตัวของ carboxylic และพร้อมใช้งานบนพื้นผิว biochar ไฮดรอกซิล moieties ที่ disordered polycyclic หอมไฮโดรคาร์บอนแผ่นบริจาคπ-อิเล็กตรอนใน Cr(VI) จะลดลง (Wang et al., 2010) Cr(III) สามารถแล้วถูก adsorbed อีกผิว complexation และฝนกระบวนการ (ซู et al., 2009a) ดังนั้น biochar ช่วยลดพิษ hexavalent Cr(VI) เพื่อ Cr(III) trivalent น้อยพิษในน้ำ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

กลไกการโดยรวมของการมีปฏิสัมพันธ์ biochar กับโลหะได้สรุปไว้ในรูปที่ 3. กลไกการ Pb2 + ดูดซับโดย biochar ตะกอนมาในระบบน้ำถูกอธิบายอย่างดีจากลูเอตอัล (2012) สี่กลไกที่เป็นไปได้ที่แตกต่างกันถูกนำเสนอ: (i) ไฟฟ้าสถิตเชิงซ้อนนอกทรงกลมเนื่องจากการแลกเปลี่ยนโลหะที่มี K + และ Na + ที่มีอยู่ใน biochar, (ii) การร่วมการเร่งรัดและภายในทรงกลมเชิงซ้อนของโลหะที่มีสารอินทรีย์และแร่ธาตุออกไซด์ของ biochar (iii) เชิงซ้อนพื้นผิวด้วย carboxyl การใช้งานและการทำงานเป็นกลุ่มมักซ์พลังค์ของ biochar, และ (iv) การเร่งรัดเป็นตะกั่วฟอสเฟตซิลิเกต (5PbO ·· P2O5 SiO2) ตกตะกอนของ Pb2 + ด้วยฟอสเฟตในน้ำในนมปุ๋ยมา biochar (อุดมไปด้วย P) ยังได้รับการรายงานโดยเฉาและแฮร์ริส (2010) คล้ายกับทองแดงและตะกั่วละลายน้ำปรอทสามารถตกตะกอนเป็นปรอท (OH) 2 หรือ HgCl2 บนพื้นผิว biochar อัลคาไลน์ที่มีเนื้อหาคลอไรด์สูง (ฮ่องกง, et al., 2011) การดูดซับของโครเมียม (VI) ใน biochars ได้รับการบันทึกให้มีผลผูกพันที่มีประจุลบ biochar เว็บไซต์ที่ใช้งานหลังจากที่ลดลงในการ Cr (III) เนื่องจาก O-ที่มีการทำงานเป็นกลุ่ม (ดงเอตอัล., 2011, Choppala และคณะ. 2012 และ Bolan และอัล. 2013b) โมฮันเอตอัล (2011) แสดงให้เห็นว่าพฤติกรรมการบวมของไม้โอ๊คและตัวอักษรเปลือกไม้โอ๊คที่ผลิตโดยไพโรไลซิรวดเร็วเป็นผู้รับผิดชอบต่อความจุสูงสำหรับการดูดซับโครเมียม (VI) อาการบวมของ biochar ในน้ำเปิดรูขุมขนปิดที่มีอยู่แล้วใน biochar แห้งและพื้นผิวภายในให้มากขึ้นสำหรับการดูดซับ นอกจากนี้เมื่อไม้อยู่ภายใต้การไพโรไลซิรวดเร็วถ่านมีผลอย่างมาก (8-12%) ออกซิเจน โดยผลิตภัณฑ์ของลิกนินรวมถึงการไพโรไลซิ catechol และ catechol แทน โครงสร้างดังกล่าวจะต้องนำเสนอในถ่านและพวกเขามักจะทำหน้าที่เป็นตัวแทนการลดขณะที่ถูกออกซิไดซ์ออร์โธ quinone หน่วยโครงสร้าง หน่วยงานเหล่านี้ยังคีเลตไพเพอร์โลหะ ตามที่กล่าวโดยโมฮันเอตอัล (2011), และ celluloses hemicelluloses ยังให้ anhydrosugars ไม่อิ่มตัว diols และสารอื่น ๆ ที่สามารถลดโครเมียม (VI) ดังนั้นตัวอักษรเหล่านี้พร้อมสรสามารถลดและผูกไว้กับโครเมียม (VI) เป็นผลให้ biochar เป็นดักที่มีประสิทธิภาพสำหรับ Cr (VI) เนื่องจากกลุ่มของพื้นผิวที่เกิดปฏิกิริยาการทำงานและพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ (Hsu, et al., 2009a และฮ et al,., 2009b) กลไกการครอบครองสำหรับ Cr (VI) การดูดซับบน biochar ได้รับการแนะนำจะประกอบด้วยสองส่วน (i) การดูดซับของโครเมียม (VI) และ (ii) การลดลงภายหลังการ sorbed Cr (VI) เพื่อ Cr (III) (Hsu และอัล. 2009a) น้ำ Cr (VI) จะลดลงอาจจะโดยการก่อตัวของคาร์บอกซิและมักซ์พลังค์ที่ร่วมอยู่บนพื้นผิว biochar ระเบียบโพลีไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนแผ่นบริจาคπ-อิเล็กตรอนสำหรับ Cr (VI) จะลดลง (Wang et al,. 2010) Cr (III) นั้นจะสามารถดูดซับอีกครั้งโดยเชิงซ้อนพื้นผิวและกระบวนการตกตะกอน (Hsu, et al., 2009a) ดังนั้น biochar ช่วยเพิ่มการลดลงของสารพิษโครเมียมโครเมียม (VI) เพื่อ trivalent พิษน้อย Cr (III) ในน้ำ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

โดยกลไกของไบโอชาร์ปฏิสัมพันธ์กับโลหะที่สรุปไว้ในรูปที่ 3 กลไกการดูดซับแบบเคลื่อนที่ โดยกากตะกอนในระบบสารละลายไบโอชาร์ได้ถูกอธิบายโดย Lu et al . ( 2012 ) สี่ที่แตกต่างกันเป็นไปได้กลไกการเสนอ : ( ฉัน ) ไฟฟ้าสถิตนอกวงการ เนื่องจากโลหะกับ K และ Na ที่มีอยู่ในไบโอชาร์ ,( 2 ) การตกตะกอนร่วมการทรงกลมด้านในของโลหะออกไซด์ที่มีสารอินทรีย์และแร่ธาตุของไบโอชาร์ ( 3 ) พื้นผิวที่มีหมู่คาร์บอกซิล ( การใช้งานและการทำงานของกลุ่มไบโอชาร์ และ ( 4 ) การตกตะกอนฟอสเฟตและซิลิเกต ( นำ ) 5pbo ด้วยฟอสฟอรัสด้วย SiO2 )การตกตะกอนแบบเคลื่อนที่ที่มีฟอสเฟตในน้ำในนมปุ๋ยคอกได้มาไบโอชาร์ ( อุดมด้วย P ) ยังได้รับการรายงานโดยเฉาและแฮร์ริส ( 2010 ) คล้ายทองแดง และ ตะกั่ว , ปรอทละลายน้ำสามารถตกตะกอนเป็น HG ( OH ) 2 หรือ hgcl2 บนพื้นผิวที่มีด่างไบโอชาร์ปริมาณคลอไรด์สูง ( ฮ่องกง et al . , 2011 )การดูดซับโครเมียม ( VI ) ใน biochars ได้ถูกว่า ผูกพัน กับ ประจุลบไบโอชาร์งานเว็บไซต์หลังจากการลดโครเมียม ( III ) เนื่องจาก o-containing หมู่ฟังก์ชัน ( ดง et al . , 2011 , choppala et al . , 2012 และโบลาน et al . , 2013b ) Mohan et al .( 2011 ) พบว่า อาการบวมของไม้โอ๊กโอ๊กเปลือกไม้พฤติกรรมและตัวอักษรที่ผลิตโดยไพโรไลซิสแบบเร็ว รับผิดชอบสูง ความจุการดูดซับโครเมียม ( VI ) การบวมของไบโอชาร์ในน้ำเปิดปิดรูขุมขนที่มีอยู่ในไบโอชาร์แห้งและมีพื้นผิวภายในมากขึ้นสำหรับการดูดซับ นอกจากนี้ เมื่อไม้ภายใต้การไพโรไลซิสที่รวดเร็วทำให้ถ่านมีมาก ( 8 – 12 % ) ออกซิเจน โดยผลิตภัณฑ์ของปริมาณผลิตรวมแคติคอลและสับเปลี่ยนแคติคอล . โครงสร้างดังกล่าวจะต้องอยู่ในถ่านและพวกเขาโดยทั่วไปทำหน้าที่เป็นตัวแทนในขณะที่การลดโครงสร้างหน่วยจากโธควิโนน . หน่วยงานเหล่านี้ยังชุบโลหะไอออน . ตามที่กล่าวไว้โดย Mohan et al . ( 2011 )และ celluloses hemicelluloses ยังให้ anhydrosugars หม่น diols และสารประกอบอื่น ๆที่สามารถลด Cr ( VI ) ดังนั้น ชาร์ไพโรไลติกเหล่านี้สามารถพร้อมลดผูกและ Cr ( VI ) ผลไบโอชาร์เป็นรีดักแทนท์มีประสิทธิภาพสำหรับโครเมียม ( VI ) จากกลุ่มของปฏิกิริยาพื้นผิวการทำงานและพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ ( Hsu et al . , และ 2009a Hsu et al . , 2009b )ขึ้นกลไกการดูดซับโครเมียม ( VI ) ไบโอชาร์ได้รับการแนะนำจะประกอบด้วยสองส่วน : ( i ) การดูดซับโครเมียม ( VI ) และ ( 2 ) การลดการดูดซับโครเมียม ( VI ) โครเมียม ( III ) ( Hsu et al . , 2009a ) สารละลายโครเมียม ( VI ) คืออาจจะลดลงโดยการก่อตัวของหมู่ไฮดรอกซิลบนพื้นผิวและโมเลกุลของไบโอชาร์ .โดยปรกติสารโพลีไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนแผ่นบริจาคπ - อิเล็กตรอนสำหรับ Cr ( VI ) จะลดลง ( Wang et al . , 2010 ) โครเมียม ( III ) จะสามารถดูดซับอีกครั้งสำหรับพื้นผิวและการตกตะกอนกระบวนการ ( Hsu et al . , 2009a ) ดังนั้น ไบโอชาร์ช่วยลดความเป็นพิษของเฮกซะวาเลนท์โครเมียม ( VI ) เป็นพิษน้อยกว่าสาม Cr ( III ) ในน้ำ