活性炭吸附在幾種土(tu)壤(rang)中

　　活性炭吸(xi)附在(zai)幾種(zhong)土(tu)壤中(zhong)，在(zai)土(tu)壤污染(ran)(ran)的情況下，土(tu)壤改良劑可(ke)用(yong)于固定有機污染(ran)(ran)物(wu)，同(tong)時(shi)保(bao)持土(tu)壤功能，活性炭是一(yi)種(zhong)有前景的土(tu)壤修復材料。在(zai)本期(qi)實驗中(zhong)，菲烯(xi)(Phe)用(yong)于污染(ran)(ran)土(tu)壤的污染(ran)(ran)物(wu)，我們(men)研(yan)究(jiu)了三(san)種(zhong)活性炭研(yan)究(jiu)了三(san)種(zhong)活性炭對三(san)種(zhong)不同(tong)基質、兩種(zhong)農業表土(tu)和(he)純砂的影響。我們(men)對土(tu)壤性質的變化、菲律賓的吸(xi)附-解吸(xi)和(he)菲律賓在(zai)所有治療中(zhong)的礦化進行了評(ping)估。

　　石油碳氫化合(he)物(wu)污染(ran)(ran)是(shi)(shi)(shi)土(tu)壤和(he)沉積物(wu)中*常見(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題之一(yi)。菲律賓(bin)是(shi)(shi)(shi)一(yi)種(zhong)(zhong)廣(guang)泛存在(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)三(san)環(huan)芳(fang)(fang)烴(jing)(jing)(jing)，存在(zai)時間長，難以(yi)從環(huan)境中去(qu)除(chu)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)吸附是(shi)(shi)(shi)控制土(tu)壤和(he)水生(sheng)系統中有(you)機(ji)污染(ran)(ran)物(wu)流動性(xing)(xing)、可(ke)用(yong)性(xing)(xing)和(he)目的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)的(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)鍵(jian)過程。多環(huan)芳(fang)(fang)烴(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)吸附行為(wei)主(zhu)要(yao)由土(tu)壤有(you)機(ji)質含(han)量調(diao)節(jie)，土(tu)壤有(you)機(ji)質是(shi)(shi)(shi)一(yi)種(zhong)(zhong)通過含(han)碳產(chan)品修(xiu)復(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)參(can)數(shu)。在(zai)過去(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)幾十(shi)年里，人們(men)努力(li)探索和(he)生(sheng)產(chan)新材料作為(wei)一(yi)種(zhong)(zhong)有(you)效、低成本(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)土(tu)壤修(xiu)復(fu)工具，并深入研究了(le)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)在(zai)土(tu)壤中的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)是(shi)(shi)(shi)一(yi)種(zhong)(zhong)富含(han)碳的(de)(de)(de)(de)(de)固體有(you)機(ji)物(wu)熱(re)分解(jie)產(chan)物(wu)。熱(re)解(jie)有(you)機(ji)物(wu)(木炭(tan)、生(sheng)物(wu)炭(tan)、活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan))的(de)(de)(de)(de)(de)行為(wei)明顯(xian)不(bu)同于土(tu)壤中所(suo)含(han)的(de)(de)(de)(de)(de)無熱(re)原有(you)機(ji)物(wu)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)強吸附性(xing)(xing)能(neng)可(ke)以(yi)通過改變土(tu)壤性(xing)(xing)質來調(diao)節(jie)土(tu)壤中芳(fang)(fang)烴(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)降解(jie)過程，但也可(ke)以(yi)通過降低有(you)機(ji)污染(ran)(ran)物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)用(yong)性(xing)(xing)來調(diao)節(jie)。

　　土壤、沙(sha)子和(he)(he)活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)的來源(yuan)來自(zi)兩個(ge)農(nong)田(土壤1、土壤2)。沙(sha)子用10%HCl洗滌40-100μm低鐵砂粒度，然后用去(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(zi)不同來源(yuan)的活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)用于實驗:(1)木質活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)(AC(2)根系(xi)活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)(AC和(he)(he)(3)農(nong)作物活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)(AC3)。

　　土壤修復的方法

　　將(jiang)(jiang)活(huo)性炭(尺寸<1mm)以1%(w/w)的(de)比率摻入測試(shi)的(de)土(tu)(tu)壤(rang)和(he)沙子中，這(zhe)是一個模擬自然環境的(de)修復過程，考(kao)慮到30 cm的(de)土(tu)(tu)壤(rang)深度(du)和(he)約1.6t m-3的(de)土(tu)(tu)壤(rang)密度(du)。將(jiang)(jiang)混合物均化(hua)后(hou)，將(jiang)(jiang)每個樣品潤濕至60%的(de)保水能力，并在室(shi)溫(20-25℃)下在聚(ju)乙烯袋中平(ping)衡15天。所有程序和(he)實驗(yan)(基本(ben)表(biao)征，批次相互作用和(he)土(tu)(tu)壤(rang)培養)進行(xing)3-4次重復。

　　菲的吸附實驗

　　在玻(bo)璃(li)離心管和7ml不同濃度的(de)(de)(de)(de)菲烯溶(rong)液中放入0.7g摻入活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)干(gan)燥土(tu)壤。通過在10mm CaCl 2和1.5的(de)(de)(de)(de)背景溶(rong)液中保持乙醇(chun)的(de)(de)(de)(de)比例<0.1%，將(jiang)試(shi)管在頂置振蕩器(qi)中以(yi)100rpm搖(yao)動(dong)24小時，然后將(jiang)它(ta)們以(yi)2700g離心15分(fen)鐘，取(qu)1ml上(shang)清液的(de)(de)(de)(de)等(deng)分(fen)試(shi)樣。在β計(ji)數(shu)器(qi)中通過液體(ti)閃爍計(ji)數(shu)進行處理和分(fen)析，并在相互(hu)作用的(de)(de)(de)(de)7,24和48小時取(qu)上(shang)清液的(de)(de)(de)(de)等(deng)分(fen)試(shi)樣。

　　菲的解吸實驗

　　對于該實(shi)(shi)驗(yan)，我們選擇(ze)在(zai)相互作(zuo)用后從吸(xi)(xi)附(fu)(fu)實(shi)(shi)驗(yan)中獲取活(huo)性炭土壤(rang)菲(fei)的樣品(pin)。我們在(zai)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)實(shi)(shi)驗(yan)中提(ti)取了(le)保留在(zai)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(he)物在高重(zhong)力下改(gai)性

　　高重(zhong)力環境下活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的熱化合(he)物改(gai)性(xing)(xing)(xing)。將(jiang)100g以活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)為(wei)(wei)填料(liao)層，9000r/min速(su)度操作300分鐘，99%氮(dan)氣(qi)通過入口。活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)表(biao)示活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)-RPB-N。原始(shi)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)和(he)活(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(su)40L·min-1，轉速(su)36.3Hz改(gai)性(xing)(xing)(xing)。處理后，用(yong)去離(li)子水沖洗后，將(jiang)兩個樣(yang)品(pin)在110℃的真(zhen)空烘箱(xiang)中干燥(zao)24小時，并分別表(biao)示為(wei)(wei)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)-RPB-HNO和(he)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)-RPB-N-HNO。

　　在高(gao)重(zhong)力物理改性過程(cheng)中，氮(dan)分布不再是從頂部到底部的單一流動，而(er)是通過各(ge)個方向的對流輸送到活(huo)性炭(tan)。與活(huo)性炭(tan)接觸(chu)后(hou)，氮(dan)產生新的微孔(kong)，挖掘現有的吸附通道(dao)。因此(ci)，它增(zeng)加了它們的表面積和孔(kong)容量。簡化原理圖如(ru)圖1所(suo)示。

　　氮(dan)和(he)硝酸改性(xing)在正(zheng)常和(he)高重力(li)環境中的示意(yi)圖。

　　實(shi)驗(yan)研究活性(xing)炭吸附性(xing)能

　　研究了活(huo)性炭在吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)柱中吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)甲(jia)(jia)(jia)苯的(de)(de)能力。活(huo)性炭用量(liang)(liang)為10g，氣(qi)體發(fa)生器產生吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)質甲(jia)(jia)(jia)苯氣(qi)體。活(huo)性炭吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)性能的(de)(de)數據是通過(guo)測量(liang)(liang)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)前(qian)后甲(jia)(jia)(jia)苯的(de)(de)濃(nong)度(du)來(lai)獲得(de)的(de)(de)。實驗吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)裝(zhuang)置的(de)(de)流程圖(tu)(tu)如(ru)圖(tu)(tu)2所示。甲(jia)(jia)(jia)苯氣(qi)體與氮(dan)氣(qi)混合，然后吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)在恒溫吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)塔中。通過(guo)在線FID檢測器測量(liang)(liang)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)前(qian)后的(de)(de)甲(jia)(jia)(jia)苯含(han)量(liang)(liang)，并通過(guo)流量(liang)(liang)計控制甲(jia)(jia)(jia)苯流量(liang)(liang)。當脫氣(qi)和(he)入口濃(nong)度(du)在30分鐘內保持一致時，認為吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)平衡已經(jing)達(da)到(dao)。通過(guo)廢氣(qi)出口排出吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)氣(qi)體。

　　實驗吸(xi)附流(liu)動圖(tu)。

　　幾種活性(xing)(xing)炭對(dui)甲苯的(de)吸(xi)附性(xing)(xing)能比較

　　不同活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)上(shang)甲苯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)穿透(tou)曲(qu)線和(he)(he)(he)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)等溫曲(qu)線如圖3所示(shi)和(he)(he)(he)4所示(shi)。不同活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)率(lv)(lv)從高(gao)(gao)(gao)到低依次為：活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)-RPB-N-HNO>活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)-RPB-HNO>活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)-HNO>活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)-RPB-N>活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)-N>原始活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)。吸(xi)(xi)附(fu)(fu)率(lv)(lv)越大(da)，滲(shen)透(tou)時(shi)間(jian)越長，這與活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)復(fu)(fu)雜(za)孔(kong)(kong)徑分布(bu)和(he)(he)(he)表面(mian)(mian)官(guan)能(neng)團的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數量有(you)關。高(gao)(gao)(gao)溫氮氣中活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)微孔(kong)(kong)體(ti)積(ji)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加，增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加了(le)活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)通道的(de)(de)(de)(de)(de)(de)內孔(kong)(kong)體(ti)積(ji)。在(zai)高(gao)(gao)(gao)重(zhong)力(li)氮氣環境中，不利于(yu)甲苯吸(xi)(xi)收的(de)(de)(de)(de)(de)(de)原始活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)內部結(jie)(jie)構被重(zhong)新分配并(bing)分裂成新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)空間(jian)結(jie)(jie)構，進(jin)一步增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加了(le)突破(po)(po)時(shi)間(jian)。HNO 在(zai)高(gao)(gao)(gao)重(zhong)力(li)環境下(xia)，3處理活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)突破(po)(po)時(shi)間(jian)大(da)于(yu)改(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)HNO 改(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)浸(jin)泡。這是因(yin)(yin)為HNO 在(zai)分散的(de)(de)(de)(de)(de)(de)小液滴中，增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加了(le)與活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)表面(mian)(mian)和(he)(he)(he)內部接觸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)可能(neng)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，進(jin)而增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加了(le)活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)上(shang)含氧(yang)(yang)官(guan)能(neng)團的(de)(de)(de)(de)(de)(de)負荷，提高(gao)(gao)(gao)了(le)其吸(xi)(xi)附(fu)(fu)效率(lv)(lv)。在(zai)重(zhong)力(li)作用(yong)下(xia)，復(fu)(fu)合(he)改(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)具有(you)較長的(de)(de)(de)(de)(de)(de)穿透(tou)時(shi)間(jian)和(he)(he)(he)較大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)率(lv)(lv)，因(yin)(yin)為物理改(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加了(le)比表面(mian)(mian)積(ji)，增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加了(le)孔(kong)(kong)體(ti)積(ji)分布(bu)，而化學(xue)改(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加了(le)表面(mian)(mian)氧(yang)(yang)基團的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數量。反過來，這些特性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)了(le)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。

　　活(huo)性(xing)炭(tan)的突破曲線。

　　等溫曲(qu)線吸(xi)附活性炭。

　　活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)在常規和高重力(li)環境(jing)高重力(li)環境(jing)下(xia)進(jin)行了(le)(le)物(wu)理、化學和化合(he)物(wu)改(gai)(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)。研究(jiu)了(le)(le)甲苯在不同活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)上的(de)(de)吸(xi)(xi)附。高重力(li)化合(he)物(wu)改(gai)(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)具有(you)*大的(de)(de)吸(xi)(xi)附率和容量。還發現，微孔結(jie)構(gou)在活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)附甲苯的(de)(de)過(guo)程中起著(zhu)主導作用。由于化合(he)物(wu)的(de)(de)改(gai)(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)優(you)異吸(xi)(xi)附能力(li)增加了(le)(le)有(you)效(xiao)吸(xi)(xi)附位點的(de)(de)數(shu)量。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)-RPB-N-HNO上甲苯表面覆(fu)蓋(gai)率為51.67%。因此，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)在高重力(li)下(xia)的(de)(de)復合(he)改(gai)(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)可以大大提高吸(xi)(xi)附性(xing)(xing)(xing)能。

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