活性炭吸附(fu)在(zai)幾種土(tu)壤中

　　活性炭吸(xi)附在幾種(zhong)土(tu)壤中，在土(tu)壤污(wu)染(ran)(ran)的(de)情(qing)況下(xia)，土(tu)壤改(gai)良劑可用于固定有機污(wu)染(ran)(ran)物(wu)，同時保持土(tu)壤功能，活性(xing)(xing)炭(tan)是(shi)一種(zhong)有前景(jing)的(de)土(tu)壤修復材(cai)料。在本(ben)期(qi)實(shi)驗中，菲烯(Phe)用于污(wu)染(ran)(ran)土(tu)壤的(de)污(wu)染(ran)(ran)物(wu)，我(wo)們研究了三種(zhong)活性(xing)(xing)炭(tan)研究了三種(zhong)活性(xing)(xing)炭(tan)對三種(zhong)不(bu)同基質、兩種(zhong)農業表土(tu)和純砂的(de)影響。我(wo)們對土(tu)壤性(xing)(xing)質的(de)變(bian)化(hua)、菲律賓的(de)吸(xi)附-解吸(xi)和菲律賓在所有治(zhi)療中的(de)礦化(hua)進行(xing)了評估。

　　石油碳氫(qing)化合(he)物污(wu)染是(shi)(shi)土(tu)壤(rang)(rang)和沉積物中(zhong)(zhong)*常見的問題(ti)之一(yi)。菲律賓(bin)是(shi)(shi)一(yi)種廣泛(fan)存在(zai)的三環芳烴，存在(zai)時間(jian)長，難以從(cong)環境中(zhong)(zhong)去除(chu)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸附(fu)是(shi)(shi)控制土(tu)壤(rang)(rang)和水(shui)生系統中(zhong)(zhong)有(you)(you)機(ji)(ji)污(wu)染物流動性(xing)(xing)(xing)、可(ke)用性(xing)(xing)(xing)和目的地的關(guan)鍵過(guo)程。多環芳烴的吸附(fu)行為(wei)(wei)主(zhu)要由土(tu)壤(rang)(rang)有(you)(you)機(ji)(ji)質含(han)量調節，土(tu)壤(rang)(rang)有(you)(you)機(ji)(ji)質是(shi)(shi)一(yi)種通(tong)過(guo)含(han)碳產(chan)(chan)品修(xiu)復的參數(shu)。在(zai)過(guo)去的幾十(shi)年(nian)里，人們努力探索和生產(chan)(chan)新材(cai)料(liao)作為(wei)(wei)一(yi)種有(you)(you)效(xiao)、低(di)成本的土(tu)壤(rang)(rang)修(xiu)復工(gong)具，并深(shen)入研究了活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)在(zai)土(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)(zhong)的應用。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)是(shi)(shi)一(yi)種富含(han)碳的固體有(you)(you)機(ji)(ji)物熱分解產(chan)(chan)物。熱解有(you)(you)機(ji)(ji)物(木(mu)炭(tan)、生物炭(tan)、活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan))的行為(wei)(wei)明顯不同于土(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)(zhong)所含(han)的無熱原(yuan)有(you)(you)機(ji)(ji)物。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的強吸附(fu)性(xing)(xing)(xing)能可(ke)以通(tong)過(guo)改變土(tu)壤(rang)(rang)性(xing)(xing)(xing)質來(lai)調節土(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)(zhong)芳烴的降解過(guo)程，但也可(ke)以通(tong)過(guo)降低(di)有(you)(you)機(ji)(ji)污(wu)染物的可(ke)用性(xing)(xing)(xing)來(lai)調節。

　　土(tu)壤(rang)、沙(sha)子和活(huo)性炭的來源來自兩個農(nong)田(土(tu)壤(rang)1、土(tu)壤(rang)2)。沙(sha)子用10%HCl洗滌40-100μm低(di)鐵砂(sha)粒度，然后用去(qu)離(li)子水沖洗10次，直到pH上升并穩(wen)定到5.5。三種來自不同來源的活(huo)性炭用于實驗(yan):(1)木質活(huo)性炭(AC(2)根系活(huo)性炭(AC和(3)農(nong)作物活(huo)性炭(AC3)。

　　土壤修復的方法

　　將(jiang)活性炭(尺寸<1mm)以1%(w/w)的(de)比率(lv)摻(chan)入測(ce)試(shi)的(de)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)和(he)(he)沙(sha)子中，這是(shi)一個模擬自然環(huan)境的(de)修復(fu)過程，考(kao)慮到30 cm的(de)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)深度和(he)(he)約1.6t m-3的(de)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)密(mi)度。將(jiang)混合物均化(hua)后，將(jiang)每個樣品潤濕(shi)至60%的(de)保(bao)水能(neng)力，并(bing)在室溫(20-25℃)下在聚乙(yi)烯袋中平(ping)衡15天(tian)。所有程序(xu)和(he)(he)實驗(yan)(基(ji)本(ben)表征，批次相互(hu)作用和(he)(he)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)培養(yang))進(jin)行(xing)3-4次重(zhong)復(fu)。

　　菲的吸附實驗

　　在玻璃離心(xin)管和7ml不同濃度(du)的(de)菲烯溶(rong)液中(zhong)放入0.7g摻入活性炭的(de)干(gan)燥土壤(rang)。通過在10mm CaCl 2和1.5的(de)背(bei)景溶(rong)液中(zhong)保持乙醇(chun)的(de)比例(li)<0.1%，將試(shi)管在頂置振蕩器中(zhong)以(yi)100rpm搖動24小(xiao)時，然后將它們以(yi)2700g離心(xin)15分鐘，取(qu)1ml上清(qing)液的(de)等分試(shi)樣。在β計(ji)數器中(zhong)通過液體閃爍(shuo)計(ji)數進行處理和分析，并在相互作(zuo)用的(de)7,24和48小(xiao)時取(qu)上清(qing)液的(de)等分試(shi)樣。

　　菲的解吸實驗

　　對于該實(shi)驗，我們選擇(ze)在(zai)相(xiang)互作(zuo)用后從(cong)吸(xi)附(fu)實(shi)驗中獲(huo)取活性炭(tan)土壤菲的(de)樣品。我們在(zai)吸(xi)附(fu)實(shi)驗中提取了保留(liu)在(zai)土壤中的(de)菲，劑量為(wei)1μg菲g-1土壤有六個表(biao)示。

　　熱(re)化合物在(zai)高重力(li)下改性

　　高(gao)重力環境下活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)熱化合物改性(xing)(xing)(xing)。將100g以活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)為填料層，9000r/min速度操(cao)作300分(fen)鐘，99%氮氣通過入(ru)口。活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)表示活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)-RPB-N。原始活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)和活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)-RPB-N用(yong)1mol·L-1HNO 3在70攝氏度，流速40L·min-1，轉速36.3Hz改性(xing)(xing)(xing)。處理(li)后(hou)，用(yong)去(qu)離子水沖洗后(hou)，將兩個樣品在110℃的(de)真空烘箱中干(gan)燥24小時，并分(fen)別表示為活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)-RPB-HNO和活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)-RPB-N-HNO。

　　在高重(zhong)力(li)物理(li)改性(xing)過程中，氮分布(bu)不再是(shi)(shi)從頂部到底(di)部的(de)單一流(liu)動，而(er)是(shi)(shi)通(tong)過各個方向(xiang)的(de)對流(liu)輸送到活性(xing)炭(tan)。與活性(xing)炭(tan)接觸后，氮產生(sheng)新的(de)微孔(kong)(kong)，挖掘現(xian)有(you)的(de)吸(xi)附通(tong)道。因此，它增(zeng)加了它們的(de)表面積和孔(kong)(kong)容量。簡化原理(li)圖如圖1所(suo)示。

　　氮和硝酸(suan)改性在正常(chang)和高重力環境中的示意圖。

　　實驗(yan)研究活性炭吸(xi)附性能

　　研(yan)究了活性炭在吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)柱中吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)甲(jia)(jia)(jia)(jia)苯(ben)的(de)能(neng)力。活性炭用量(liang)為10g，氣體(ti)(ti)發(fa)生器(qi)(qi)產(chan)生吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)質甲(jia)(jia)(jia)(jia)苯(ben)氣體(ti)(ti)。活性炭吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)性能(neng)的(de)數據是通過(guo)測(ce)量(liang)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)前(qian)(qian)后(hou)甲(jia)(jia)(jia)(jia)苯(ben)的(de)濃度來獲得的(de)。實驗吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)裝置的(de)流(liu)程圖如圖2所示。甲(jia)(jia)(jia)(jia)苯(ben)氣體(ti)(ti)與氮(dan)氣混合，然(ran)后(hou)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)在恒溫(wen)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)塔中。通過(guo)在線FID檢測(ce)器(qi)(qi)測(ce)量(liang)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)前(qian)(qian)后(hou)的(de)甲(jia)(jia)(jia)(jia)苯(ben)含量(liang)，并通過(guo)流(liu)量(liang)計控(kong)制(zhi)甲(jia)(jia)(jia)(jia)苯(ben)流(liu)量(liang)。當脫氣和入(ru)口(kou)(kou)濃度在30分鐘內保持一致時，認為吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)平衡已(yi)經達到(dao)。通過(guo)廢氣出口(kou)(kou)排出吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)氣體(ti)(ti)。

　　實(shi)驗吸附流動圖。

　　幾種(zhong)活(huo)性(xing)炭對甲苯(ben)的吸附性(xing)能比較(jiao)

　　不(bu)(bu)同活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)上(shang)甲苯的(de)(de)(de)穿透(tou)曲(qu)線和(he)(he)吸(xi)附(fu)(fu)等溫曲(qu)線如圖3所(suo)示和(he)(he)4所(suo)示。不(bu)(bu)同活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)率(lv)從高到低依次為(wei)(wei)：活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)-RPB-N-HNO>活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)-RPB-HNO>活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)-HNO>活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)-RPB-N>活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)-N>原始活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)。吸(xi)附(fu)(fu)率(lv)越大(da)，滲透(tou)時(shi)(shi)間(jian)(jian)越長(chang)，這(zhe)(zhe)與(yu)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)復(fu)雜孔(kong)徑分布(bu)和(he)(he)表(biao)面(mian)官(guan)能(neng)團的(de)(de)(de)數量(liang)有關。高溫氮(dan)氣(qi)中活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)微孔(kong)體積(ji)(ji)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)，增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)了(le)(le)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)通道(dao)的(de)(de)(de)內(nei)(nei)孔(kong)體積(ji)(ji)。在高重力氮(dan)氣(qi)環境(jing)中，不(bu)(bu)利于甲苯吸(xi)收的(de)(de)(de)原始活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)內(nei)(nei)部結構被(bei)重新分配并分裂成新的(de)(de)(de)空(kong)間(jian)(jian)結構，進一步增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)了(le)(le)突破時(shi)(shi)間(jian)(jian)。HNO 在高重力環境(jing)下，3處理活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)突破時(shi)(shi)間(jian)(jian)大(da)于改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)HNO 改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)浸泡。這(zhe)(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)(wei)HNO 在分散的(de)(de)(de)小(xiao)液(ye)滴中，增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)了(le)(le)與(yu)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)表(biao)面(mian)和(he)(he)內(nei)(nei)部接觸的(de)(de)(de)可(ke)能(neng)性(xing)(xing)(xing)，進而(er)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)了(le)(le)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)上(shang)含氧官(guan)能(neng)團的(de)(de)(de)負(fu)荷，提高了(le)(le)其(qi)吸(xi)附(fu)(fu)效(xiao)率(lv)。在重力作(zuo)用下，復(fu)合(he)改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)具有較(jiao)長(chang)的(de)(de)(de)穿透(tou)時(shi)(shi)間(jian)(jian)和(he)(he)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)率(lv)，因(yin)為(wei)(wei)物理改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)了(le)(le)比表(biao)面(mian)積(ji)(ji)，增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)了(le)(le)孔(kong)體積(ji)(ji)分布(bu)，而(er)化學(xue)改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)了(le)(le)表(biao)面(mian)氧基團的(de)(de)(de)數量(liang)。反(fan)過來，這(zhe)(zhe)些特性(xing)(xing)(xing)增(zeng)(zeng)(zeng)強了(le)(le)吸(xi)附(fu)(fu)性(xing)(xing)(xing)。

　　活性炭的(de)突破(po)曲線。

　　等(deng)溫曲線(xian)吸附活性炭(tan)。

　　活(huo)性炭(tan)在(zai)常規(gui)和高重力(li)(li)環(huan)境(jing)高重力(li)(li)環(huan)境(jing)下進行了(le)物理、化(hua)學和化(hua)合(he)(he)物改(gai)(gai)性。研究了(le)甲(jia)苯在(zai)不同活(huo)性炭(tan)上(shang)的(de)吸(xi)(xi)附(fu)。高重力(li)(li)化(hua)合(he)(he)物改(gai)(gai)性活(huo)性炭(tan)具有*大(da)的(de)吸(xi)(xi)附(fu)率和容量。還發(fa)現，微孔結構在(zai)活(huo)性炭(tan)吸(xi)(xi)附(fu)甲(jia)苯的(de)過程中起著主導作用。由于化(hua)合(he)(he)物的(de)改(gai)(gai)性，活(huo)性炭(tan)的(de)優(you)異吸(xi)(xi)附(fu)能力(li)(li)增加(jia)了(le)有效吸(xi)(xi)附(fu)位(wei)點的(de)數量。活(huo)性炭(tan)-RPB-N-HNO上(shang)甲(jia)苯表面覆(fu)蓋率為51.67%。因此，活(huo)性炭(tan)在(zai)高重力(li)(li)下的(de)復合(he)(he)改(gai)(gai)性可以(yi)大(da)大(da)提高吸(xi)(xi)附(fu)性能。

<