活性炭吸(xi)附在幾種土壤中

　　活性炭吸附在(zai)(zai)幾種(zhong)(zhong)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)，在(zai)(zai)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)污(wu)染(ran)(ran)的(de)情況下，土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)改良劑(ji)可用于固(gu)定有機污(wu)染(ran)(ran)物(wu)，同(tong)時保持土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)功(gong)能，活性炭(tan)是一種(zhong)(zhong)有前景的(de)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)修復(fu)材(cai)料。在(zai)(zai)本期實(shi)驗(yan)中(zhong)，菲烯(xi)(Phe)用于污(wu)染(ran)(ran)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)的(de)污(wu)染(ran)(ran)物(wu)，我們研(yan)究(jiu)了三(san)種(zhong)(zhong)活性炭(tan)研(yan)究(jiu)了三(san)種(zhong)(zhong)活性炭(tan)對(dui)三(san)種(zhong)(zhong)不同(tong)基(ji)質、兩種(zhong)(zhong)農(nong)業表土(tu)(tu)(tu)和純砂的(de)影響。我們對(dui)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)性質的(de)變化(hua)、菲律賓的(de)吸附-解吸和菲律賓在(zai)(zai)所有治療中(zhong)的(de)礦化(hua)進行了評估。

　　石油碳(tan)氫化合物污染(ran)是(shi)土(tu)(tu)(tu)(tu)壤和(he)(he)(he)沉積物中*常見的(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題之一(yi)。菲律賓(bin)是(shi)一(yi)種(zhong)(zhong)廣泛存在(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)三(san)環芳(fang)烴(jing)，存在(zai)時間長，難以(yi)(yi)從環境中去除。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸附是(shi)控制土(tu)(tu)(tu)(tu)壤和(he)(he)(he)水生(sheng)系(xi)統(tong)中有(you)(you)(you)機污染(ran)物流動性(xing)(xing)(xing)、可用(yong)(yong)性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)(he)目的(de)(de)(de)(de)(de)地的(de)(de)(de)(de)(de)關鍵過(guo)(guo)程(cheng)。多環芳(fang)烴(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)吸附行為主要由土(tu)(tu)(tu)(tu)壤有(you)(you)(you)機質(zhi)含量(liang)調節(jie)，土(tu)(tu)(tu)(tu)壤有(you)(you)(you)機質(zhi)是(shi)一(yi)種(zhong)(zhong)通過(guo)(guo)含碳(tan)產品(pin)修(xiu)復的(de)(de)(de)(de)(de)參數。在(zai)過(guo)(guo)去的(de)(de)(de)(de)(de)幾十(shi)年里，人們(men)努力(li)探索和(he)(he)(he)生(sheng)產新材料作為一(yi)種(zhong)(zhong)有(you)(you)(you)效、低成本的(de)(de)(de)(de)(de)土(tu)(tu)(tu)(tu)壤修(xiu)復工具，并(bing)深(shen)入研究了(le)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)在(zai)土(tu)(tu)(tu)(tu)壤中的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)是(shi)一(yi)種(zhong)(zhong)富含碳(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)固體有(you)(you)(you)機物熱分解產物。熱解有(you)(you)(you)機物(木炭(tan)、生(sheng)物炭(tan)、活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan))的(de)(de)(de)(de)(de)行為明顯不(bu)同于土(tu)(tu)(tu)(tu)壤中所含的(de)(de)(de)(de)(de)無熱原有(you)(you)(you)機物。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)強吸附性(xing)(xing)(xing)能可以(yi)(yi)通過(guo)(guo)改變土(tu)(tu)(tu)(tu)壤性(xing)(xing)(xing)質(zhi)來調節(jie)土(tu)(tu)(tu)(tu)壤中芳(fang)烴(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)降解過(guo)(guo)程(cheng)，但也可以(yi)(yi)通過(guo)(guo)降低有(you)(you)(you)機污染(ran)物的(de)(de)(de)(de)(de)可用(yong)(yong)性(xing)(xing)(xing)來調節(jie)。

　　土(tu)壤(rang)、沙子和活(huo)性(xing)炭的來(lai)源來(lai)自兩個農田(tian)(土(tu)壤(rang)1、土(tu)壤(rang)2)。沙子用(yong)(yong)10%HCl洗滌(di)40-100μm低(di)鐵砂粒(li)度，然后用(yong)(yong)去離子水沖洗10次，直(zhi)到(dao)(dao)pH上升并(bing)穩定到(dao)(dao)5.5。三種(zhong)來(lai)自不同(tong)來(lai)源的活(huo)性(xing)炭用(yong)(yong)于實(shi)驗:(1)木質活(huo)性(xing)炭(AC(2)根系活(huo)性(xing)炭(AC和(3)農作物活(huo)性(xing)炭(AC3)。

　　土壤修復的方法

　　將活性(xing)炭(tan)(尺寸<1mm)以(yi)1%(w/w)的(de)比率摻入(ru)測試的(de)土壤(rang)和沙(sha)子中，這(zhe)是一個模擬自然環(huan)境的(de)修(xiu)復過程，考(kao)慮到30 cm的(de)土壤(rang)深度和約1.6t m-3的(de)土壤(rang)密度。將混合物均化后，將每個樣品(pin)潤濕至60%的(de)保水能力，并(bing)在(zai)室溫(20-25℃)下在(zai)聚乙烯袋中平衡15天。所有(you)程序和實(shi)驗(基本表(biao)征，批次相(xiang)互(hu)作用和土壤(rang)培養)進(jin)行3-4次重(zhong)復。

　　菲的吸附實驗

　　在(zai)(zai)(zai)玻璃(li)離心管和7ml不同濃度的(de)(de)菲烯溶液(ye)中放入0.7g摻(chan)入活性炭(tan)的(de)(de)干(gan)燥土(tu)壤。通過(guo)在(zai)(zai)(zai)10mm CaCl 2和1.5的(de)(de)背(bei)景溶液(ye)中保持乙醇的(de)(de)比(bi)例<0.1%，將試(shi)(shi)管在(zai)(zai)(zai)頂置振蕩(dang)器中以100rpm搖(yao)動24小時，然后(hou)將它們以2700g離心15分(fen)鐘，取1ml上清液(ye)的(de)(de)等分(fen)試(shi)(shi)樣。在(zai)(zai)(zai)β計(ji)數(shu)器中通過(guo)液(ye)體閃爍計(ji)數(shu)進行(xing)處理和分(fen)析，并在(zai)(zai)(zai)相互作用(yong)的(de)(de)7,24和48小時取上清液(ye)的(de)(de)等分(fen)試(shi)(shi)樣。

　　菲的解吸實驗

　　對于該(gai)實(shi)(shi)驗，我(wo)們(men)選(xuan)擇在相互作(zuo)用(yong)后(hou)從吸附(fu)實(shi)(shi)驗中獲(huo)取(qu)活性炭土壤(rang)菲(fei)的樣品。我(wo)們(men)在吸附(fu)實(shi)(shi)驗中提取(qu)了保留(liu)在土壤(rang)中的菲(fei)，劑量為1μg菲(fei)g-1土壤(rang)有六個表示。

　　熱化合物在(zai)高重力下改性

　　高重(zhong)力環境(jing)下活(huo)性(xing)炭的(de)熱化合(he)物改(gai)性(xing)。將100g以活(huo)性(xing)炭為填料層，9000r/min速(su)度操作300分鐘(zhong)，99%氮氣通過(guo)入口。活(huo)性(xing)炭表示(shi)活(huo)性(xing)炭-RPB-N。原(yuan)始(shi)活(huo)性(xing)炭和活(huo)性(xing)炭-RPB-N用1mol·L-1HNO 3在70攝(she)氏度，流速(su)40L·min-1，轉速(su)36.3Hz改(gai)性(xing)。處理后，用去離子水沖洗后，將兩個樣品在110℃的(de)真空烘箱中干(gan)燥24小時，并分別表示(shi)為活(huo)性(xing)炭-RPB-HNO和活(huo)性(xing)炭-RPB-N-HNO。

　　在(zai)高重(zhong)力(li)物理改性(xing)過程中，氮分布不再是從頂部(bu)到底部(bu)的(de)單一流(liu)(liu)動，而是通(tong)過各個(ge)方向的(de)對(dui)流(liu)(liu)輸(shu)送(song)到活(huo)性(xing)炭。與(yu)活(huo)性(xing)炭接觸后，氮產生新的(de)微孔，挖掘現有(you)的(de)吸附(fu)通(tong)道。因此，它增加(jia)了它們(men)的(de)表面積和孔容量。簡化原理圖如圖1所示。

　　氮和硝酸改(gai)性在正(zheng)常(chang)和高(gao)重力環境中的示意圖(tu)。

　　實驗研究活性炭吸附性能(neng)

　　研(yan)究了(le)活(huo)性(xing)炭(tan)在吸附(fu)(fu)(fu)柱(zhu)中吸附(fu)(fu)(fu)甲(jia)(jia)苯的(de)能力。活(huo)性(xing)炭(tan)用(yong)量為(wei)10g，氣體發生器產生吸附(fu)(fu)(fu)質(zhi)甲(jia)(jia)苯氣體。活(huo)性(xing)炭(tan)吸附(fu)(fu)(fu)性(xing)能的(de)數據是通過(guo)(guo)測量吸附(fu)(fu)(fu)前后甲(jia)(jia)苯的(de)濃度來獲得的(de)。實(shi)驗吸附(fu)(fu)(fu)裝(zhuang)置的(de)流程圖如圖2所(suo)示。甲(jia)(jia)苯氣體與氮(dan)氣混(hun)合，然(ran)后吸附(fu)(fu)(fu)在恒溫吸附(fu)(fu)(fu)塔中。通過(guo)(guo)在線FID檢測器測量吸附(fu)(fu)(fu)前后的(de)甲(jia)(jia)苯含(han)量，并通過(guo)(guo)流量計控(kong)制甲(jia)(jia)苯流量。當(dang)脫(tuo)氣和入口濃度在30分(fen)鐘內(nei)保持一(yi)致時，認為(wei)吸附(fu)(fu)(fu)平衡已經達到。通過(guo)(guo)廢(fei)氣出(chu)口排(pai)出(chu)吸附(fu)(fu)(fu)氣體。

　　實驗吸附(fu)流動圖。

　　幾(ji)種活性(xing)炭對甲(jia)苯的吸附性(xing)能(neng)比(bi)較

　　不(bu)同(tong)(tong)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)上(shang)甲苯(ben)的(de)穿(chuan)透(tou)曲線和(he)吸(xi)(xi)附(fu)等(deng)溫曲線如圖(tu)3所示(shi)和(he)4所示(shi)。不(bu)同(tong)(tong)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)吸(xi)(xi)附(fu)率(lv)從高(gao)到低依次為(wei)：活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)-RPB-N-HNO>活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)-RPB-HNO>活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)-HNO>活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)-RPB-N>活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)-N>原始活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)。吸(xi)(xi)附(fu)率(lv)越大(da)，滲(shen)透(tou)時間(jian)越長(chang)，這與活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)復雜孔徑(jing)分布和(he)表(biao)面官(guan)能團的(de)數量有關。高(gao)溫氮(dan)(dan)氣(qi)中(zhong)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)微孔體(ti)積(ji)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)，增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)了(le)(le)(le)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)通道(dao)的(de)內孔體(ti)積(ji)。在高(gao)重力氮(dan)(dan)氣(qi)環境(jing)中(zhong)，不(bu)利(li)于甲苯(ben)吸(xi)(xi)收的(de)原始活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)內部結構被(bei)重新分配并分裂成新的(de)空間(jian)結構，進一步增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)了(le)(le)(le)突破時間(jian)。HNO 在高(gao)重力環境(jing)下，3處理活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)突破時間(jian)大(da)于改性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)HNO 改性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)浸(jin)泡。這是因為(wei)HNO 在分散的(de)小液滴中(zhong)，增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)了(le)(le)(le)與活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)表(biao)面和(he)內部接(jie)觸的(de)可能性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，進而增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)了(le)(le)(le)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)上(shang)含氧官(guan)能團的(de)負(fu)荷，提高(gao)了(le)(le)(le)其吸(xi)(xi)附(fu)效(xiao)率(lv)。在重力作(zuo)用(yong)下，復合改性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)具(ju)有較長(chang)的(de)穿(chuan)透(tou)時間(jian)和(he)較大(da)的(de)吸(xi)(xi)附(fu)率(lv)，因為(wei)物理改性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)了(le)(le)(le)比表(biao)面積(ji)，增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)了(le)(le)(le)孔體(ti)積(ji)分布，而化學(xue)改性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)了(le)(le)(le)表(biao)面氧基團的(de)數量。反過(guo)來，這些特性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)強了(le)(le)(le)吸(xi)(xi)附(fu)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。

　　活(huo)性炭的(de)突破曲線。

　　等溫曲線(xian)吸附(fu)活(huo)性炭。

　　活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)在(zai)常規和(he)(he)高(gao)(gao)重(zhong)力(li)環(huan)境(jing)高(gao)(gao)重(zhong)力(li)環(huan)境(jing)下進行(xing)了(le)物(wu)理、化(hua)學和(he)(he)化(hua)合(he)(he)物(wu)改性(xing)(xing)(xing)。研(yan)究(jiu)了(le)甲苯(ben)(ben)在(zai)不同活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)上的吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)。高(gao)(gao)重(zhong)力(li)化(hua)合(he)(he)物(wu)改性(xing)(xing)(xing)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)具有(you)*大的吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)率和(he)(he)容量。還發現，微(wei)孔結構在(zai)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)甲苯(ben)(ben)的過(guo)程中起著主導作(zuo)用(yong)。由于(yu)化(hua)合(he)(he)物(wu)的改性(xing)(xing)(xing)，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的優異吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)能力(li)增加了(le)有(you)效(xiao)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)位(wei)點的數量。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)-RPB-N-HNO上甲苯(ben)(ben)表(biao)面覆蓋率為51.67%。因此，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)在(zai)高(gao)(gao)重(zhong)力(li)下的復(fu)合(he)(he)改性(xing)(xing)(xing)可(ke)以(yi)大大提高(gao)(gao)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)性(xing)(xing)(xing)能。

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