首页 期刊 环境科学学报 水稻秸秆生物碳的结构特征及其对有机污染物的吸附性能 【正文】

水稻秸秆生物碳的结构特征及其对有机污染物的吸附性能

作者:陈再明; 陈宝梁; 周丹丹 浙江大学环境科学系; 杭州310058; 浙江省有机污染过程与控制重点实验室; 杭州310058; 浙江省台州市环境科学设计研究院; 台州318000
生物碳   水稻秸秆   有机污染物   吸附作用  

摘要:以水稻秸秆为原料,采用限氧裂解法制备了不同温度(100—700℃)的秸秆生物碳,用TG-DTG热重分析、CHNO元素分析、FTIR、BET.N,比表面及孔径分布等手段表征生物碳的组成与结构,研究生物碳吸附水中硝基苯、对硝基甲苯、萘、菲等有机污染物的性能及影响因素,探讨其作用机制及构一效关系,试图为高效利用废弃农业秸秆资源、制备廉价的有机物吸附材料提供理论依据.结果表明,水稻秸秆生物碳含有丰富的有机碳组分和无机矿物组分,随着裂解温度升高,生物碳中有机组分的含碳量逐渐升高、极性减弱、芳香性增强,而无机矿物组分的相对含量则不断增加;当裂解温度从300℃升至400℃时,比表面积突然增大(0.16—110m2·g-1)、微孔结构被打开,主要由于水稻秸秆中纤维素组分大量分解所致.水稻秸秆生物碳吸附有机污染物的主要介质为有机组分,等温吸附曲线符合Freundlich方程,回归参数N、logK1与生物碳的芳香性指数(H/C原子比)呈良好的线性关系;定量描述了分配作用和表面吸附作用的相对贡献.随碳化温度升高,等温吸附曲线由线性变为非线性,吸附机制从分配作用一分配作用+表面吸附作用一表面吸附作用;分配作用部分与有机污染物的logK。。呈正相关,而表面吸附则与污染物的疏水性、分子尺寸及其与生物碳的极性匹配性有关.

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