活性(xing)炭(tan)吸附在(zai)幾種土(tu)壤(rang)中

　　活性炭吸附在(zai)幾種土(tu)(tu)(tu)壤中，在(zai)土(tu)(tu)(tu)壤污(wu)染的(de)(de)情況(kuang)下，土(tu)(tu)(tu)壤改良劑可用(yong)(yong)于(yu)(yu)固定(ding)有(you)機污(wu)染物(wu)，同時(shi)保(bao)持土(tu)(tu)(tu)壤功(gong)能，活(huo)性炭是(shi)一種有(you)前(qian)景的(de)(de)土(tu)(tu)(tu)壤修復材料。在(zai)本期實(shi)驗中，菲(fei)(fei)烯(Phe)用(yong)(yong)于(yu)(yu)污(wu)染土(tu)(tu)(tu)壤的(de)(de)污(wu)染物(wu)，我(wo)們研究了三(san)(san)種活(huo)性炭研究了三(san)(san)種活(huo)性炭對(dui)三(san)(san)種不同基(ji)質、兩種農(nong)業表土(tu)(tu)(tu)和(he)純砂的(de)(de)影響。我(wo)們對(dui)土(tu)(tu)(tu)壤性質的(de)(de)變(bian)化、菲(fei)(fei)律賓(bin)的(de)(de)吸附-解吸和(he)菲(fei)(fei)律賓(bin)在(zai)所有(you)治療中的(de)(de)礦化進(jin)行了評估。

　　石油碳(tan)氫化合物(wu)(wu)(wu)污(wu)染是(shi)(shi)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)和(he)沉(chen)積物(wu)(wu)(wu)中(zhong)(zhong)(zhong)*常見的問題之一(yi)。菲律(lv)賓是(shi)(shi)一(yi)種廣泛存(cun)在(zai)(zai)的三環芳烴(jing)，存(cun)在(zai)(zai)時間長，難以(yi)(yi)從(cong)環境中(zhong)(zhong)(zhong)去(qu)(qu)除。活性炭(tan)吸(xi)附(fu)是(shi)(shi)控制土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)和(he)水生(sheng)系統中(zhong)(zhong)(zhong)有(you)機(ji)污(wu)染物(wu)(wu)(wu)流動(dong)性、可(ke)用(yong)性和(he)目的地的關鍵(jian)過(guo)程(cheng)(cheng)。多環芳烴(jing)的吸(xi)附(fu)行為(wei)主要由(you)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)有(you)機(ji)質含(han)量調(diao)節(jie)，土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)有(you)機(ji)質是(shi)(shi)一(yi)種通過(guo)含(han)碳(tan)產品修復的參(can)數。在(zai)(zai)過(guo)去(qu)(qu)的幾十年里(li)，人們努力探索和(he)生(sheng)產新材料作為(wei)一(yi)種有(you)效、低(di)成本(ben)的土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)修復工(gong)具，并深入研究了活性炭(tan)在(zai)(zai)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)中(zhong)(zhong)(zhong)的應用(yong)。活性炭(tan)是(shi)(shi)一(yi)種富(fu)含(han)碳(tan)的固體有(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)熱(re)分解(jie)產物(wu)(wu)(wu)。熱(re)解(jie)有(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)(木(mu)炭(tan)、生(sheng)物(wu)(wu)(wu)炭(tan)、活性炭(tan))的行為(wei)明顯不同于土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)中(zhong)(zhong)(zhong)所(suo)含(han)的無熱(re)原有(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)。活性炭(tan)的強吸(xi)附(fu)性能(neng)可(ke)以(yi)(yi)通過(guo)改(gai)變(bian)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)性質來調(diao)節(jie)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)中(zhong)(zhong)(zhong)芳烴(jing)的降解(jie)過(guo)程(cheng)(cheng)，但也可(ke)以(yi)(yi)通過(guo)降低(di)有(you)機(ji)污(wu)染物(wu)(wu)(wu)的可(ke)用(yong)性來調(diao)節(jie)。

　　土(tu)(tu)壤、沙子和活性炭的來(lai)(lai)源來(lai)(lai)自兩個農(nong)田(土(tu)(tu)壤1、土(tu)(tu)壤2)。沙子用(yong)10%HCl洗滌(di)40-100μm低(di)鐵(tie)砂粒(li)度，然后用(yong)去(qu)離(li)子水沖洗10次，直到pH上(shang)升并(bing)穩定(ding)到5.5。三種(zhong)來(lai)(lai)自不同(tong)來(lai)(lai)源的活性炭用(yong)于(yu)實驗:(1)木質(zhi)活性炭(AC(2)根(gen)系(xi)活性炭(AC和(3)農(nong)作物活性炭(AC3)。

　　土壤修復的方法

　　將活性炭(tan)(尺(chi)寸<1mm)以(yi)1%(w/w)的(de)比率摻(chan)入(ru)測試的(de)土壤(rang)(rang)和(he)(he)沙(sha)子中，這是一個模擬自然環境的(de)修(xiu)復過程(cheng)，考慮(lv)到30 cm的(de)土壤(rang)(rang)深度和(he)(he)約(yue)1.6t m-3的(de)土壤(rang)(rang)密度。將混合物均(jun)化后，將每個樣品潤濕至(zhi)60%的(de)保水能力，并在室溫(20-25℃)下在聚乙烯(xi)袋中平衡15天。所(suo)有程(cheng)序和(he)(he)實驗(基本表征，批(pi)次相互(hu)作(zuo)用和(he)(he)土壤(rang)(rang)培養)進(jin)行(xing)3-4次重復。

　　菲的吸附實驗

　　在(zai)玻璃離(li)心管和(he)7ml不同濃(nong)度的(de)(de)菲烯溶液(ye)中(zhong)(zhong)放入(ru)0.7g摻(chan)入(ru)活性炭的(de)(de)干燥土(tu)壤(rang)。通(tong)過在(zai)10mm CaCl 2和(he)1.5的(de)(de)背景溶液(ye)中(zhong)(zhong)保持乙醇的(de)(de)比(bi)例<0.1%，將試管在(zai)頂置振(zhen)蕩器中(zhong)(zhong)以100rpm搖動24小(xiao)(xiao)時，然后將它(ta)們以2700g離(li)心15分(fen)(fen)鐘，取(qu)1ml上(shang)清(qing)液(ye)的(de)(de)等分(fen)(fen)試樣。在(zai)β計數(shu)器中(zhong)(zhong)通(tong)過液(ye)體閃爍計數(shu)進行處理和(he)分(fen)(fen)析，并在(zai)相互作用的(de)(de)7,24和(he)48小(xiao)(xiao)時取(qu)上(shang)清(qing)液(ye)的(de)(de)等分(fen)(fen)試樣。

　　菲的解吸實驗

　　對于該(gai)實驗，我們(men)選(xuan)擇在(zai)相互作用(yong)后從吸附實驗中獲(huo)取活性(xing)炭土(tu)壤菲的(de)樣品(pin)。我們(men)在(zai)吸附實驗中提取了保留在(zai)土(tu)壤中的(de)菲，劑量為1μg菲g-1土(tu)壤有六個表示。

　　熱化合物在高重(zhong)力下改(gai)性

　　高重力環境下活(huo)性炭(tan)的(de)熱(re)化(hua)合(he)物改(gai)性。將(jiang)100g以活(huo)性炭(tan)為填料層，9000r/min速(su)度操作300分鐘，99%氮氣通(tong)過入(ru)口。活(huo)性炭(tan)表(biao)示(shi)活(huo)性炭(tan)-RPB-N。原始活(huo)性炭(tan)和活(huo)性炭(tan)-RPB-N用1mol·L-1HNO 3在70攝氏(shi)度，流(liu)速(su)40L·min-1，轉(zhuan)速(su)36.3Hz改(gai)性。處理后(hou)，用去(qu)離子水沖洗(xi)后(hou)，將(jiang)兩個樣品在110℃的(de)真(zhen)空烘箱(xiang)中干燥(zao)24小時，并分別表(biao)示(shi)為活(huo)性炭(tan)-RPB-HNO和活(huo)性炭(tan)-RPB-N-HNO。

　　在高重力物理改性過程中，氮(dan)分布不(bu)再是從頂部到底(di)部的(de)單(dan)一流(liu)動，而是通過各個(ge)方向(xiang)的(de)對(dui)流(liu)輸送到活性炭(tan)。與活性炭(tan)接觸后，氮(dan)產生新(xin)的(de)微孔，挖掘現有的(de)吸附通道。因此(ci)，它增加了它們的(de)表面(mian)積(ji)和孔容量。簡化原理圖如圖1所示。

　　氮和(he)硝(xiao)酸改性(xing)在(zai)正常和(he)高(gao)重力環(huan)境中的示意(yi)圖。

　　實驗研究活性(xing)炭(tan)吸附性(xing)能

　　研究了活性(xing)炭在(zai)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)柱中吸(xi)(xi)附(fu)(fu)甲苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)的能力。活性(xing)炭用量(liang)為(wei)10g，氣(qi)體發生(sheng)器產(chan)生(sheng)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)質甲苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)氣(qi)體。活性(xing)炭吸(xi)(xi)附(fu)(fu)性(xing)能的數據是通(tong)過測(ce)量(liang)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)前后(hou)甲苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)的濃(nong)度來(lai)獲得的。實驗吸(xi)(xi)附(fu)(fu)裝置的流(liu)程圖(tu)如圖(tu)2所示。甲苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)氣(qi)體與氮(dan)氣(qi)混合，然后(hou)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)在(zai)恒溫吸(xi)(xi)附(fu)(fu)塔(ta)中。通(tong)過在(zai)線FID檢(jian)測(ce)器測(ce)量(liang)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)前后(hou)的甲苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)含(han)量(liang)，并通(tong)過流(liu)量(liang)計控制甲苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)流(liu)量(liang)。當(dang)脫氣(qi)和入口濃(nong)度在(zai)30分(fen)鐘內保(bao)持(chi)一致時，認(ren)為(wei)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)平衡已經達到。通(tong)過廢(fei)氣(qi)出口排出吸(xi)(xi)附(fu)(fu)氣(qi)體。

　　實驗(yan)吸附流動圖。

　　幾種活性炭(tan)對(dui)甲苯的吸附性能比(bi)較

　　不(bu)同活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)上甲苯(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)穿透(tou)(tou)曲(qu)線(xian)和(he)(he)吸(xi)(xi)(xi)附等溫曲(qu)線(xian)如圖3所示(shi)和(he)(he)4所示(shi)。不(bu)同活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附率(lv)從高到(dao)低依(yi)次(ci)為(wei)：活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)-RPB-N-HNO>活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)-RPB-HNO>活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)-HNO>活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)-RPB-N>活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)-N>原始(shi)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)。吸(xi)(xi)(xi)附率(lv)越大(da)，滲透(tou)(tou)時(shi)間越長，這(zhe)與(yu)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)復(fu)(fu)雜孔(kong)徑分布和(he)(he)表面官能(neng)團的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)數量(liang)有(you)(you)關。高溫氮氣中(zhong)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)微孔(kong)體(ti)(ti)積增(zeng)加(jia)，增(zeng)加(jia)了(le)(le)(le)(le)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)通道的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)孔(kong)體(ti)(ti)積。在(zai)高重力氮氣環境(jing)中(zhong)，不(bu)利于甲苯(ben)吸(xi)(xi)(xi)收的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原始(shi)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)部結構被重新分配并分裂成新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)空間結構，進一(yi)步增(zeng)加(jia)了(le)(le)(le)(le)突破時(shi)間。HNO 在(zai)高重力環境(jing)下，3處理(li)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)突破時(shi)間大(da)于改(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)HNO 改(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)浸(jin)泡。這(zhe)是因為(wei)HNO 在(zai)分散(san)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)小液滴中(zhong)，增(zeng)加(jia)了(le)(le)(le)(le)與(yu)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)表面和(he)(he)內(nei)部接觸(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可能(neng)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，進而增(zeng)加(jia)了(le)(le)(le)(le)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)上含氧官能(neng)團的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)負荷，提(ti)高了(le)(le)(le)(le)其吸(xi)(xi)(xi)附效率(lv)。在(zai)重力作用下，復(fu)(fu)合改(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)具有(you)(you)較(jiao)長的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)穿透(tou)(tou)時(shi)間和(he)(he)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附率(lv)，因為(wei)物理(li)改(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)增(zeng)加(jia)了(le)(le)(le)(le)比表面積，增(zeng)加(jia)了(le)(le)(le)(le)孔(kong)體(ti)(ti)積分布，而化(hua)學改(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)增(zeng)加(jia)了(le)(le)(le)(le)表面氧基團的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)數量(liang)。反過來，這(zhe)些特性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)增(zeng)強了(le)(le)(le)(le)吸(xi)(xi)(xi)附性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。

　　活(huo)性(xing)炭的(de)突破(po)曲線。

　　等(deng)溫曲線(xian)吸附活(huo)性炭(tan)。

　　活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭在常規和高(gao)(gao)重(zhong)(zhong)力(li)環境高(gao)(gao)重(zhong)(zhong)力(li)環境下(xia)進行了物(wu)理、化(hua)學和化(hua)合物(wu)改(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)。研究了甲苯在不(bu)同活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭上的(de)吸附。高(gao)(gao)重(zhong)(zhong)力(li)化(hua)合物(wu)改(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭具有(you)*大的(de)吸附率(lv)和容量(liang)。還(huan)發(fa)現，微孔結構在活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭吸附甲苯的(de)過程中起著主導作用。由于(yu)化(hua)合物(wu)的(de)改(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)，活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭的(de)優異吸附能(neng)力(li)增(zeng)加了有(you)效吸附位(wei)點的(de)數量(liang)。活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭-RPB-N-HNO上甲苯表面(mian)覆蓋率(lv)為51.67%。因此，活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭在高(gao)(gao)重(zhong)(zhong)力(li)下(xia)的(de)復合改(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)可以大大提高(gao)(gao)吸附性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。

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