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含酚工业污水处理工程方案中的新型生物炭复合材料

作者:漓源环保来源:漓源环保 浏览次数: 日期:2019.10.29

        酚类化合物由于高毒性和在环境中的潜在积累而被列为优先污染物,同时,酚也是一种致癌物。化学、医药等产业排放的大量含酚工业污水处理不达标后对环境造成了严重的污染。C. G. Lee等研究者在700 ℃条件下成功合成的基于食物垃圾的生物炭(FWC),具有高比表面积、丰富的多孔结构,FTIR数据表明,生物炭表面含有甲基、羧基和羟基等官能团,同时具有芳香结构。

       通过均相单层吸附过程,对苯酚的吸附容量为(14.61±1.38)mg/g。N. A. S. Mohammed等将松果壳(PFS)生物质在3种不同温度(350、450、550 ℃)下缓慢热解1 h制得的生物炭,进行批次实验吸附污水中的苯酚,结果表明,生物炭表面负电荷丰富,该吸附过程受溶液pH的影响较大:高pH时,由于阴离子形式的酚和生物炭表面之间以及溶液中酚盐和酚盐阴离子之间的静电排斥作用使吸附容量降低。此外,苯酚阴离子更易溶于水溶液,这使水和苯酚阴离子之间的相互作用更强;当pH为2~6.5时,未解离的苯酚稳定并且高度分散,这使更多的苯酚分子吸附在生物炭表面上,pH=6.5时发现吸附量为26.738 mg/g。S. Fitzgerald等在704 ℃下气化15 min获得的猪粪生物炭(GMC)可用于吸附污水中的甲酚。粪便中的氨可能有助于生成更多的碱性官能团,表面上存在的碱性官能团和羧基促进了甲酚在生物炭表面的化学吸附,甲酚结合生物炭表面基团进入GMC的孔结构。吸附容量分别为7.63 mg/g(25 ℃)、14.99 mg/g(35 ℃)、14.84 mg/g(45 ℃)。

       生物炭表面丰富的负电荷点和官能团使得生物炭对酚类体现出了良好的吸附效果。生物炭与其他材料复合后吸附性能的提高为含酚污水的治理提供了另一种选择,在进一步的研究中需关注制备高去除率的生物炭复合材料。

 

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