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三维多孔生物炭吸附剂的制备及其对菲的吸附行为
1
作者
李高帆
徐文卓
+4 位作者
卫昊明
晏再生
尤佳
江和龙
黄娟
《生态环境学报》
CSCD
北大核心
2024年第2期261-271,共11页
以生活中常见的丝瓜络为原材料,在氮气保护和不同温度(600、700、800、900℃)的条件下热解制备了三维多孔丝瓜络生物炭(LSBC600、LSBC700、LSBC800、LSBC900)。表征了丝瓜络生物炭的理化性质,通过动力学吸附实验和等温线吸附实验研究了...
以生活中常见的丝瓜络为原材料,在氮气保护和不同温度(600、700、800、900℃)的条件下热解制备了三维多孔丝瓜络生物炭(LSBC600、LSBC700、LSBC800、LSBC900)。表征了丝瓜络生物炭的理化性质,通过动力学吸附实验和等温线吸附实验研究了不同热解温度条件下制备的丝瓜络生物炭对菲的吸附动力学特征和吸附等温线特征,探讨了可能的吸附机理,评估三维多孔生物炭对菲的去除能力,为水生态系统保护和饮用水安全提供科学依据。结果表明,热解温度会影响生物炭的表面官能团组成,进而影响其芳香性。丝瓜络生物炭呈现多管束堆叠的三维多孔结构,随着热解温度的升高,挥发性物质减少,丝瓜络生物炭的表面变得粗糙,比表面积增大,芳香结构增加;LSBC900的比表面积达到了467 m^(2)·g^(-1)。吸附动力学结果说明,丝瓜络生物炭对菲的吸附是复杂和多阶段的,主导吸附速率的是液膜扩散过程,其次是颗粒内扩散过程。在600-900℃范围内,随着热解温度的升高,丝瓜络生物炭对菲的平衡吸附量升高,吸附速率加快。吸附等温线结果说明,热解温度升高可以提高丝瓜络生物炭对菲的吸附容量。根据Langmuir等温线模型,在吸附动力学实验(ρ_(0)=5.00 mg·L^(-1))中,LSBC900的平衡吸附量为16.3 mg·g^(-1),初始吸附速率为9.60 mg·L^(-1)·min^(-1),最大吸附量达到了26.0 mg·g^(-1),超过了大部分已报道的材料。菲在丝瓜络生物炭上的吸附是一个自发的过程(ΔG<0),疏水相互作用和π–π电子供体受体相互作用可能是菲在丝瓜络生物炭上吸附的主要机制。这些发现证明三维多孔丝瓜络生物炭是有效和可行的,可用于水体中有机微污染物的去除。
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关键词
温度
三维多孔生物炭
菲
吸附
吸附机理
水体
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职称材料
题名
三维多孔生物炭吸附剂的制备及其对菲的吸附行为
1
作者
李高帆
徐文卓
卫昊明
晏再生
尤佳
江和龙
黄娟
机构
东南大学土木工程学院
中国科学院南京地理与湖泊研究所/湖泊与环境国家重点实验室
出处
《生态环境学报》
CSCD
北大核心
2024年第2期261-271,共11页
基金
国家自然科学基金项目(41977361,41671496)
江苏省基础研究计划自然科学基金项目(BK20220043)。
文摘
以生活中常见的丝瓜络为原材料,在氮气保护和不同温度(600、700、800、900℃)的条件下热解制备了三维多孔丝瓜络生物炭(LSBC600、LSBC700、LSBC800、LSBC900)。表征了丝瓜络生物炭的理化性质,通过动力学吸附实验和等温线吸附实验研究了不同热解温度条件下制备的丝瓜络生物炭对菲的吸附动力学特征和吸附等温线特征,探讨了可能的吸附机理,评估三维多孔生物炭对菲的去除能力,为水生态系统保护和饮用水安全提供科学依据。结果表明,热解温度会影响生物炭的表面官能团组成,进而影响其芳香性。丝瓜络生物炭呈现多管束堆叠的三维多孔结构,随着热解温度的升高,挥发性物质减少,丝瓜络生物炭的表面变得粗糙,比表面积增大,芳香结构增加;LSBC900的比表面积达到了467 m^(2)·g^(-1)。吸附动力学结果说明,丝瓜络生物炭对菲的吸附是复杂和多阶段的,主导吸附速率的是液膜扩散过程,其次是颗粒内扩散过程。在600-900℃范围内,随着热解温度的升高,丝瓜络生物炭对菲的平衡吸附量升高,吸附速率加快。吸附等温线结果说明,热解温度升高可以提高丝瓜络生物炭对菲的吸附容量。根据Langmuir等温线模型,在吸附动力学实验(ρ_(0)=5.00 mg·L^(-1))中,LSBC900的平衡吸附量为16.3 mg·g^(-1),初始吸附速率为9.60 mg·L^(-1)·min^(-1),最大吸附量达到了26.0 mg·g^(-1),超过了大部分已报道的材料。菲在丝瓜络生物炭上的吸附是一个自发的过程(ΔG<0),疏水相互作用和π–π电子供体受体相互作用可能是菲在丝瓜络生物炭上吸附的主要机制。这些发现证明三维多孔丝瓜络生物炭是有效和可行的,可用于水体中有机微污染物的去除。
关键词
温度
三维多孔生物炭
菲
吸附
吸附机理
水体
Keywords
temperature
3D porous biochar
phenanthrene
adsorption behavior
adsorption mechanism
aqueous solution
分类号
X13 [环境科学与工程—环境科学]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
三维多孔生物炭吸附剂的制备及其对菲的吸附行为
李高帆
徐文卓
卫昊明
晏再生
尤佳
江和龙
黄娟
《生态环境学报》
CSCD
北大核心
2024
0
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