Rapid immobilization of arsenic in contaminated soils by microwave irradiation combined with magnetic biochar: Microwave-induced electron transfer for oxidation and immobilization of arsenic (III)

生物炭 吸附 微波食品加热 环境化学 污染 环境修复 化学 电子转移 辐照 比表面积 吸收(声学) 核化学 材料科学 光化学 热解 催化作用 复合材料 生态学 物理 有机化学 量子力学 生物 核物理学
作者
Dengcai Zhang,Junhao Lin,Juan Luo,Shichang Sun,Jianwen Zhang,Rui Ma,Juan Peng,Fei Ji,Shuaifei Zheng,Zhen Tian,Ning Ma
出处
期刊:Science of The Total Environment [Elsevier BV]
卷期号:919: 170916-170916 被引量:10
标识
DOI:10.1016/j.scitotenv.2024.170916
摘要

Biochar with adjustable redox activity is an effective strategy for immobilization of excess arsenic (As(III)) contaminated soil. However, biochar exhibits limitations in terms of electron transfer efficiency and immobilization efficiency due to insufficient activation energy. In this study, As(III) in the soil was rapidly immobilized by adding magnetic biochar (Fe-BC) and introducing microwave irradiation energy to enhance electron transport efficiency. The results showed that the pore structure and iron species (ZVI, Fe3O4) loaded onto the biochar could be modulated by controlling the temperature and time of microwave pyrolysis, which enhanced the microwave absorption capacity and the immobilization performance of As. After adding Fe-BC (10 wt%) and treating with microwave irradiation for 3 h, the content of As(III) in the soil was reduced to 54.56 %. Compared with the conventional heating treatment, the percentage of stabilized As (residual form) increased by 11.21 %. The localized hot spots formed through the absorption of microwave energy by biochar promote the formation of arsenic-containing mineral crystals (FeAsO4 and Fe3AsO7), thus enhancing the immobilization efficiency. In addition, microwave-induced electron transfer facilitated the oxidation of As(III) to As(V) by surface quinone and carbonyl groups on the Fe-BC. Density functional theory calculation further proved that the surface groups of the Fe-BC had a stronger electron-withdrawing ability under microwave irradiation, thereby promoting the adsorption and immobilization of As(III). This work provided a new perspective on the technology of rapid remediation of heavy metals contaminated soil using biochar.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
2秒前
完美世界应助淡定的醉蝶采纳,获得10
3秒前
自由沂完成签到 ,获得积分10
4秒前
慕青应助涛涛采纳,获得30
4秒前
beatabeast发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
阳光台灯完成签到,获得积分10
7秒前
ggfygggg发布了新的文献求助30
8秒前
8秒前
as完成签到,获得积分20
11秒前
栋栋发布了新的文献求助10
11秒前
坚强谷雪发布了新的文献求助10
11秒前
倪妮发布了新的文献求助10
12秒前
螺蛳粉大王完成签到 ,获得积分10
12秒前
AiQi发布了新的文献求助20
13秒前
田様应助益善采纳,获得10
14秒前
FashionBoy应助糖炒栗子采纳,获得10
15秒前
lash发布了新的文献求助10
15秒前
渐变映射完成签到 ,获得积分10
15秒前
卿卿完成签到,获得积分20
16秒前
诚心鱼完成签到,获得积分10
16秒前
greg完成签到,获得积分10
16秒前
丁丁完成签到,获得积分10
16秒前
Zr发布了新的文献求助40
16秒前
17秒前
lgy完成签到,获得积分10
17秒前
流星完成签到 ,获得积分10
18秒前
19秒前
蓝曦静静完成签到 ,获得积分10
19秒前
NexusExplorer应助jja881采纳,获得10
19秒前
20秒前
科研通AI6.4应助as采纳,获得10
20秒前
有愧于心完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
22秒前
22秒前
23秒前
vivi发布了新的文献求助10
24秒前
24秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
适配Micro-LED色转换的高兼容性量子点负性光刻胶制备与工艺研究 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7316632
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8932628
关于积分的说明 18936046
捐赠科研通 6976622
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3214079
关于科研通互助平台的介绍 2382025
邀请新用户注册赠送积分活动 2192830