表面改性秸秆生物质环境材料对水中PAHs的吸附性能

发布时间：2016-12-31 12:30

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表面改性秸秆生物质环境材料对水中PAHs的吸附性能

1期何娇等：表面改性秸秆生物质环境材料对水中PAHs的吸附性能 51

表面改性秸秆生物质环境材料对水中PAHs的吸附性能

的活性炭及吸附剂,如榴莲壳[7]、山核桃壳、杏仁壳[8]、橄榄核和核桃壳[9]、棉秆[10]、油棕榈木[11]、米糠[12]、椰子壳[13]和花生壳[14]等.但是,这些研究中制备的材料大多用于吸附空气中的挥发性有机物或水中的重金属和染料,很少用于吸附水中的PAHs.本实验通过对芝麻秸秆热解、磷酸表面改性,制备了生物质环境材料,并用于水中PAHs的去除.意在为农作物秸秆的资源化利用、制备经济高效的生物质环境材料提供技术支持.

4次去除表面黏附物后,105℃烘干3h;经粉碎,过60目筛,装于玻璃瓶中保存.

秸秆生物质环境材料的制备采用限氧升温炭化法.称取30g秸秆粉末于坩埚中,盖上盖子,置于一定温度(300,400,500,600,700℃)的马弗炉中热解炭化8h;经冷却至室温后取出,再用浓度为1mol/L的H3PO4溶液浸泡进行表面改性,浸泡时间为6h;然后进行水洗,直至洗涤液pH值在6.5~7.0之间;最后在(105±5)℃干燥处理后过60目筛,即制得秸秆吸附材料.

1 材料与方法

比表面积采用JW-004型全自动氮吸附比表

1.1 秸秆生物质环境材料的制备及特性表征面仪测定;比表面积、亚甲基蓝、碘值测定参照中

-实验选用芝麻秸秆,采自南京市郊区.经水洗华人民共和国木质活性炭测定方法标准[1618].

图1 生物质环境材料的电镜照片(×1000)

Fig.1 SEM photographs of stalk environmental biomaterials(×1000)

1.2 试剂

PAHs(萘、苊、菲)购自Aldrich Chemical Co.,纯度＞98%.CaCl2和HgCl2为分析纯,甲醇和菲为色谱纯;实验中所用商品活性炭为粉状活性炭,分析纯,符合HG3-1290-80,其基本参数为:比表面积523.17m2/g,亚甲基蓝吸附值30mg/g,碘值375mg/g;菲的初始浓度为1mg/L,32mL溶液中秸秆吸附材料用量为0.01g时,单一污染时菲的去除率为99.68%,萘、苊、菲复合污染时菲的去除率为分别为萘89.71%,苊88.61%,菲99.57%.吸附背景液为0.005mol/L CaCl2+100mg/L HgCl2的混合溶液,pH值为7.0(用5mg/L NaHCO3调节).取0.1g菲,用甲醇配成100mg/L菲储备液,于冰箱4;[15],

1mg/L菲使用液.混合污染物使用液的配制方法如菲,其中萘、苊、菲的初始浓度分别为10,3, 1mg/L.改性剂磷酸的浓度为1mol/L.

1.3 秸秆生物质环境材料对水中PAHs的处理性能

称取一定量秸秆吸附材料于35mL离心管中,加入PAHs使用液和吸附背景液,使吸附液体积达32mL,盖塞,膜封口,恒温(25±1)℃间歇振荡24h,6000r/min离心30min,高效液相色谱测定上清液中PAHs,根据PAHs初始浓度和吸附平衡浓度计算秸秆吸附材料对PAHs的吸附量,实验重复3次.预实验表明,秸秆吸附材料本身不溶出PAHs,瓶子吸附、挥发、生物降解、光降解损失可忽略不计.吸附动力学预实验表明,菲在秸秆吸

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