生物炭去除水中對羥基苯甲酸乙酯的效能與機理.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、對羥基苯甲酸酯類,是一種具有防腐與抗菌作用的有機物,近百年來它被人們普遍用在藥品、食品加工、化妝品等領域。該類有機物對生物體有內分泌干擾的作用,在環(huán)境中被歸類為新興污染物。近年來它對水生態(tài)及人類健康的潛在影響引起了廣泛關注,已有其弱雌激素活性及生殖毒性的相關報道。生物炭是農(nóng)業(yè)廢棄物、動物糞便等一些環(huán)境中的物質在高溫熱解下經(jīng)過缺氧或有氧的制備條件產(chǎn)生成為的一種碳物質。因為其具有豐富的孔隙結構,顯著的吸附效果,生物炭在水體中已被用來去除多種

2、污染物。
  本論文制備了不同熱解溫度(300℃、500℃、700℃)的生物炭BC300、BC500、BC700及疏水改性后不同原材料(小麥秸稈、梧桐葉、牛糞,500℃)的生物炭MWB、MSB、MCB,用于去除水中對羥基苯甲酸乙酯(EP)。通過間歇吸附實驗和動態(tài)吸附實驗考察了生物炭對水中對羥基苯甲酸乙酯的吸附性能,并對其去除機理進行了探討。主要研究結果如下:
  (1)熱解溫度升高,會導致生物炭表面疏水性增強,且引起零電荷點

3、從8.42升至9.52。溶液初始pH值由8升至12時,對羥基苯甲酸乙酯去除率顯著遞減;此外,溶液離子強度的增強會導致對羥基苯甲酸乙酯去除率的下降。生物炭吸附水中對羥基苯甲酸乙酯的等溫吸附符合Langmuir方程,其中,最大吸附容量排序為:BC700>BC500>BC300。同時,吸附過程符合準二級動力學方程,且為吸熱自發(fā)過程。此外,經(jīng)過四輪再生吸附,生物炭吸附容量仍可達到最初的90%,其中BC700展示出最高的吸附效率92.76%。

4、r>  (2)MWB、MCB、MSB三種生物炭在改性后,改性劑十六烷三甲基溴化銨分子[C16H33(CH3)3N+-Br-]主要吸附在生物炭表面,只有少部分進入生物炭內部。并且改性后的生物炭對EP的吸附行為主要是生物炭表面的C16H33(CH3)3N+及生物炭吸附點位所為,內部吸附的C16H33(CH3)3N+作用較小。與改性前小麥秸稈生物炭相比,改性后的小麥秸稈生物炭吸附效率增加,并且生物炭表面的疏水性能增加。MWB、MCB、MSB的

5、最大吸附量分別為:26.17mg·g-1、23.14mg·g-1、25mg·g-1;去除效率MWB>MSB>MCB。Langmuir等溫吸附模型符合吸附過程中的生物炭吸附EP的行為,且吸附整個過程與準二級動力學模型吻合,并且吸附過程是自發(fā)吸熱的。
  (3)通過對改性后的小麥秸稈生物炭柱吸附EP的連續(xù)性吸附探究,研究了床層高度、初始EP溶液的濃度、進水流速的實驗條件對EP的吸附特性的影響。表明實驗制備的生物炭對EP的連續(xù)性吸附的效

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