生物炭去除水中對羥基苯甲酸乙酯的效能與機理.pdf

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(lǐng)域。該類有機物對生物體有內(nèi)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(guān)注，已有其弱雌激素活性及生殖毒性的相關(guān)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(zhì)在高溫?zé)峤庀陆?jīng)過缺氧或有氧的制備條件產(chǎn)生成為的一種碳物質(zhì)。因為其具有豐富的孔隙結(jié)構(gòu)，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(jié)果如下:
　　(1)熱解溫度升高，會導(dǎo)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(dǎo)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(zhǔn)二級動力學(xué)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(nèi)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(nèi)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(zhǔn)二級動力學(xué)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