活性炭吸附在幾(ji)種土壤中(zhong)

　　活性炭吸附在(zai)幾種(zhong)(zhong)土(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)，在(zai)土(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)污(wu)染的(de)情況下(xia)，土(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)改良劑可(ke)用(yong)于固定有(you)機污(wu)染物(wu)，同時保(bao)持(chi)土(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)功能(neng)，活(huo)性(xing)炭是一種(zhong)(zhong)有(you)前景(jing)的(de)土(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)修復材料。在(zai)本期實(shi)驗中(zhong)，菲(fei)烯(Phe)用(yong)于污(wu)染土(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)的(de)污(wu)染物(wu)，我們研究(jiu)了(le)三種(zhong)(zhong)活(huo)性(xing)炭研究(jiu)了(le)三種(zhong)(zhong)活(huo)性(xing)炭對三種(zhong)(zhong)不同基質、兩種(zhong)(zhong)農業表土(tu)(tu)(tu)(tu)和(he)純(chun)砂的(de)影響。我們對土(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)性(xing)質的(de)變化、菲(fei)律(lv)賓(bin)的(de)吸附-解吸和(he)菲(fei)律(lv)賓(bin)在(zai)所有(you)治療中(zhong)的(de)礦化進行(xing)了(le)評估(gu)。

　　石油碳(tan)(tan)氫化合物(wu)污(wu)染是(shi)(shi)土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)和(he)沉積物(wu)中(zhong)*常見的(de)(de)(de)(de)(de)問題之(zhi)一。菲律(lv)賓是(shi)(shi)一種(zhong)廣(guang)泛存(cun)在(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)三環芳(fang)烴，存(cun)在(zai)時間長，難(nan)以(yi)從(cong)環境中(zhong)去除。活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)附是(shi)(shi)控制(zhi)土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)和(he)水生(sheng)系統中(zhong)有(you)機(ji)污(wu)染物(wu)流動性(xing)(xing)、可(ke)(ke)用性(xing)(xing)和(he)目(mu)的(de)(de)(de)(de)(de)地的(de)(de)(de)(de)(de)關鍵過(guo)(guo)程。多環芳(fang)烴的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)附行(xing)為(wei)主要(yao)由土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)有(you)機(ji)質(zhi)含(han)量調節，土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)有(you)機(ji)質(zhi)是(shi)(shi)一種(zhong)通過(guo)(guo)含(han)碳(tan)(tan)產(chan)品修(xiu)復的(de)(de)(de)(de)(de)參數(shu)。在(zai)過(guo)(guo)去的(de)(de)(de)(de)(de)幾十(shi)年里，人(ren)們努力探(tan)索和(he)生(sheng)產(chan)新材料(liao)作為(wei)一種(zhong)有(you)效(xiao)、低(di)成本的(de)(de)(de)(de)(de)土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)修(xiu)復工具，并深入研究了活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)在(zai)土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)應用。活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)是(shi)(shi)一種(zhong)富含(han)碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)固體有(you)機(ji)物(wu)熱分解產(chan)物(wu)。熱解有(you)機(ji)物(wu)(木炭(tan)(tan)(tan)、生(sheng)物(wu)炭(tan)(tan)(tan)、活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan))的(de)(de)(de)(de)(de)行(xing)為(wei)明顯不同于(yu)土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)中(zhong)所含(han)的(de)(de)(de)(de)(de)無熱原有(you)機(ji)物(wu)。活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)吸(xi)附性(xing)(xing)能可(ke)(ke)以(yi)通過(guo)(guo)改變土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)性(xing)(xing)質(zhi)來(lai)調節土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)中(zhong)芳(fang)烴的(de)(de)(de)(de)(de)降(jiang)解過(guo)(guo)程，但也(ye)可(ke)(ke)以(yi)通過(guo)(guo)降(jiang)低(di)有(you)機(ji)污(wu)染物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)(ke)用性(xing)(xing)來(lai)調節。

　　土壤、沙(sha)子和活(huo)性炭(tan)(tan)的來源(yuan)來自兩個農田(tian)(土壤1、土壤2)。沙(sha)子用(yong)10%HCl洗滌40-100μm低(di)鐵砂粒(li)度，然(ran)后用(yong)去(qu)離(li)子水沖洗10次，直到pH上(shang)升并穩定到5.5。三種來自不同來源(yuan)的活(huo)性炭(tan)(tan)用(yong)于實驗(yan):(1)木質活(huo)性炭(tan)(tan)(AC(2)根系活(huo)性炭(tan)(tan)(AC和(3)農作物活(huo)性炭(tan)(tan)(AC3)。

　　土壤修復的方法

　　將(jiang)活性炭(tan)(尺寸<1mm)以1%(w/w)的(de)比率摻入測(ce)試的(de)土壤(rang)和(he)(he)沙子(zi)中，這是一個模擬自然環境的(de)修復過程，考慮到30 cm的(de)土壤(rang)深度和(he)(he)約1.6t m-3的(de)土壤(rang)密(mi)度。將(jiang)混合物均化后(hou)，將(jiang)每個樣品潤(run)濕至60%的(de)保水能力，并(bing)在(zai)室(shi)溫(20-25℃)下(xia)在(zai)聚(ju)乙烯袋中平衡15天。所有程序(xu)和(he)(he)實驗(基(ji)本(ben)表征，批次相(xiang)互作用和(he)(he)土壤(rang)培養)進行3-4次重(zhong)復。

　　菲的吸附實驗

　　在(zai)(zai)玻璃(li)離心管和(he)7ml不(bu)同濃度的菲烯(xi)溶(rong)液(ye)中(zhong)放入0.7g摻入活性炭(tan)的干燥土壤。通過在(zai)(zai)10mm CaCl 2和(he)1.5的背景溶(rong)液(ye)中(zhong)保持乙(yi)醇的比例<0.1%，將(jiang)試(shi)管在(zai)(zai)頂置振蕩器中(zhong)以(yi)100rpm搖動24小(xiao)時，然后將(jiang)它們以(yi)2700g離心15分(fen)鐘，取1ml上清液(ye)的等分(fen)試(shi)樣。在(zai)(zai)β計數器中(zhong)通過液(ye)體(ti)閃(shan)爍計數進行(xing)處理和(he)分(fen)析，并在(zai)(zai)相互作(zuo)用(yong)的7,24和(he)48小(xiao)時取上清液(ye)的等分(fen)試(shi)樣。

　　菲的解吸實驗

　　對于該(gai)實驗，我(wo)們選(xuan)擇在相互(hu)作用后從吸附實驗中(zhong)獲取(qu)活性(xing)炭土壤(rang)菲的(de)樣品。我(wo)們在吸附實驗中(zhong)提(ti)取(qu)了保留在土壤(rang)中(zhong)的(de)菲，劑量為(wei)1μg菲g-1土壤(rang)有(you)六個表(biao)示(shi)。

　　熱化合物在高重力下改性

　　高重力(li)環(huan)境下活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)熱(re)化(hua)合物(wu)改性(xing)(xing)。將(jiang)100g以活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)為填(tian)料層，9000r/min速度操(cao)作300分(fen)鐘(zhong)，99%氮氣通過(guo)入口。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)表示(shi)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)-RPB-N。原始活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)和活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)-RPB-N用1mol·L-1HNO 3在(zai)70攝氏度，流(liu)速40L·min-1，轉(zhuan)速36.3Hz改性(xing)(xing)。處(chu)理后，用去離子水沖洗后，將(jiang)兩個樣品在(zai)110℃的(de)真空烘箱中干燥(zao)24小時，并分(fen)別表示(shi)為活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)-RPB-HNO和活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)-RPB-N-HNO。

　　在高重力物理改性(xing)過(guo)程中，氮分(fen)布不再(zai)是從頂部到底部的(de)單一流(liu)動，而是通(tong)過(guo)各個方(fang)向的(de)對(dui)流(liu)輸送到活(huo)性(xing)炭(tan)。與活(huo)性(xing)炭(tan)接觸后(hou)，氮產生新的(de)微孔，挖掘現有的(de)吸附通(tong)道。因此，它(ta)增加(jia)了它(ta)們的(de)表面積和孔容量(liang)。簡(jian)化原理圖(tu)(tu)如(ru)圖(tu)(tu)1所(suo)示。

　　氮和硝酸改性(xing)在(zai)正(zheng)常和高重(zhong)力環(huan)境中的示意(yi)圖(tu)。

　　實(shi)驗研究活性炭吸(xi)附(fu)性能

　　研究了(le)活性(xing)(xing)炭在(zai)(zai)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)柱(zhu)中吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)甲(jia)(jia)苯(ben)(ben)的(de)能力。活性(xing)(xing)炭用量為10g，氣體(ti)發生(sheng)器產生(sheng)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)質(zhi)甲(jia)(jia)苯(ben)(ben)氣體(ti)。活性(xing)(xing)炭吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)性(xing)(xing)能的(de)數(shu)據(ju)是通過測量吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)前后甲(jia)(jia)苯(ben)(ben)的(de)濃度來獲得(de)的(de)。實驗吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)裝置的(de)流程圖如圖2所示。甲(jia)(jia)苯(ben)(ben)氣體(ti)與氮氣混(hun)合，然后吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)在(zai)(zai)恒溫吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)塔中。通過在(zai)(zai)線FID檢(jian)測器測量吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)前后的(de)甲(jia)(jia)苯(ben)(ben)含量，并通過流量計控(kong)制(zhi)甲(jia)(jia)苯(ben)(ben)流量。當脫氣和入口濃度在(zai)(zai)30分鐘內保持一致時，認為吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)平衡已經(jing)達到。通過廢氣出口排(pai)出吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)氣體(ti)。

　　實驗吸(xi)附流動圖。

　　幾(ji)種活性炭對甲(jia)苯的吸附性能比較(jiao)

　　不(bu)(bu)同(tong)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)上甲苯的(de)(de)(de)(de)穿(chuan)透曲(qu)線(xian)(xian)和吸(xi)附(fu)(fu)等溫(wen)曲(qu)線(xian)(xian)如圖3所示(shi)和4所示(shi)。不(bu)(bu)同(tong)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)率從高(gao)到低依次為：活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)-RPB-N-HNO>活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)-RPB-HNO>活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)-HNO>活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)-RPB-N>活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)-N>原(yuan)(yuan)始活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)。吸(xi)附(fu)(fu)率越(yue)大，滲透時間(jian)(jian)越(yue)長，這與(yu)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)復雜孔(kong)徑(jing)分(fen)布和表面官能(neng)團(tuan)的(de)(de)(de)(de)數量有關(guan)。高(gao)溫(wen)氮氣(qi)中活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)微孔(kong)體(ti)積增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)，增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)了(le)(le)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)通道的(de)(de)(de)(de)內孔(kong)體(ti)積。在(zai)高(gao)重(zhong)力(li)(li)氮氣(qi)環境中，不(bu)(bu)利于甲苯吸(xi)收的(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)始活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)內部(bu)結構(gou)被重(zhong)新分(fen)配并分(fen)裂(lie)成新的(de)(de)(de)(de)空間(jian)(jian)結構(gou)，進一步增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)了(le)(le)突(tu)破時間(jian)(jian)。HNO 在(zai)高(gao)重(zhong)力(li)(li)環境下，3處(chu)理活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)突(tu)破時間(jian)(jian)大于改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)HNO 改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)浸(jin)泡。這是(shi)因為HNO 在(zai)分(fen)散的(de)(de)(de)(de)小液滴(di)中，增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)了(le)(le)與(yu)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)表面和內部(bu)接觸的(de)(de)(de)(de)可(ke)能(neng)性(xing)(xing)(xing)(xing)，進而增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)了(le)(le)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)上含氧官能(neng)團(tuan)的(de)(de)(de)(de)負(fu)荷，提高(gao)了(le)(le)其吸(xi)附(fu)(fu)效率。在(zai)重(zhong)力(li)(li)作(zuo)用(yong)下，復合改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)具有較長的(de)(de)(de)(de)穿(chuan)透時間(jian)(jian)和較大的(de)(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)率，因為物理改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)了(le)(le)比(bi)表面積，增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)了(le)(le)孔(kong)體(ti)積分(fen)布，而化學改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)了(le)(le)表面氧基團(tuan)的(de)(de)(de)(de)數量。反過(guo)來，這些特性(xing)(xing)(xing)(xing)增(zeng)強了(le)(le)吸(xi)附(fu)(fu)性(xing)(xing)(xing)(xing)。

　　活性炭的(de)突(tu)破(po)曲(qu)線。

　　等溫曲(qu)線吸附活性(xing)炭。

　　活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)在常規和高重(zhong)(zhong)力(li)環境(jing)高重(zhong)(zhong)力(li)環境(jing)下進行了(le)物(wu)理、化(hua)學(xue)和化(hua)合物(wu)改(gai)(gai)(gai)性(xing)。研(yan)究了(le)甲苯(ben)在不同活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)上的(de)(de)吸附(fu)。高重(zhong)(zhong)力(li)化(hua)合物(wu)改(gai)(gai)(gai)性(xing)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)具有(you)*大的(de)(de)吸附(fu)率和容量(liang)。還發現，微孔結構在活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸附(fu)甲苯(ben)的(de)(de)過程中起著主導作用。由于化(hua)合物(wu)的(de)(de)改(gai)(gai)(gai)性(xing)，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)優異吸附(fu)能力(li)增(zeng)加(jia)了(le)有(you)效吸附(fu)位點(dian)的(de)(de)數量(liang)。活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)-RPB-N-HNO上甲苯(ben)表面(mian)覆蓋率為51.67%。因此，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)在高重(zhong)(zhong)力(li)下的(de)(de)復合改(gai)(gai)(gai)性(xing)可以大大提(ti)高吸附(fu)性(xing)能。

<