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1期 何 嬌等：表面改性秸稈生物質(zhì)環(huán)境材料對水中PAHs的吸附性能 51

的活性炭及吸附劑,如榴蓮殼[7]、山核桃殼、杏仁殼[8]、橄欖核和核桃殼[9]、棉稈[10]、油棕櫚木[11]、米糠[12]、椰子殼[13]和花生殼[14]等.但是,這些研究中制備的材料大多用于吸附空氣中的揮發(fā)性有機(jī)物或水中的重金屬和染料,很少用于吸附水中的PAHs.本實(shí)驗(yàn)通過對芝麻秸稈熱解、磷酸表面改性,制備了生物質(zhì)環(huán)境材料,并用于水中PAHs的去除.意在為農(nóng)作物秸稈的資源化利用、制備經(jīng)濟(jì)高效的生物質(zhì)環(huán)境材料提供技術(shù)支持.

4次去除表面黏附物后,105℃烘干3h;經(jīng)粉碎,過60目篩,裝于玻璃瓶中保存.

秸稈生物質(zhì)環(huán)境材料的制備采用限氧升溫炭化法.稱取30g秸稈粉末于坩堝中,蓋上蓋子,置于一定溫度(300,400,500,600,700℃)的馬弗爐中熱解炭化8h;經(jīng)冷卻至室溫后取出,再用濃度為1mol/L的H3PO4溶液浸泡進(jìn)行表面改性,浸泡時間為6h;然后進(jìn)行水洗,直至洗滌液pH值在6.5~7.0之間;最后在(105±5)℃干燥處理后過60目篩,即制得秸稈吸附材料.

1 材料與方法

比表面積采用JW-004型全自動氮吸附比表

1.1 秸稈生物質(zhì)環(huán)境材料的制備及特性表征 面儀測定;比表面積、亞甲基藍(lán)、碘值測定參照中

-實(shí)驗(yàn)選用芝麻秸稈,采自南京市郊區(qū).經(jīng)水洗華人民共和國木質(zhì)活性炭測定方法標(biāo)準(zhǔn)[1618].

圖1 生物質(zhì)環(huán)境材料的電鏡照片(×1000)

Fig.1 SEM photographs of stalk environmental biomaterials(×1000)

1.2 試劑

PAHs(萘、苊、菲)購自Aldrich Chemical Co.,純度＞98%.CaCl2和HgCl2為分析純,甲醇和菲為色譜純;實(shí)驗(yàn)中所用商品活性炭為粉狀活性炭,分析純,符合HG3-1290-80,其基本參數(shù)為:比表面積523.17m2/g,亞甲基藍(lán)吸附值30mg/g,碘值375mg/g;菲的初始濃度為1mg/L,32mL溶液中秸稈吸附材料用量為0.01g時,單一污染時菲的去除率為99.68%,萘、苊、菲復(fù)合污染時菲的去除率為分別為萘89.71%,苊88.61%,菲99.57%.吸附背景液為0.005mol/L CaCl2+100mg/L HgCl2的混合溶液,pH值為7.0(用5mg/L NaHCO3調(diào)節(jié)).取0.1g菲,用甲醇配成100mg/L菲儲備液,于冰箱4;[15],

1mg/L菲使用液.混合污染物使用液的配制方法如菲,其中萘、苊、菲的初始濃度分別為10,3, 1mg/L.改性劑磷酸的濃度為1mol/L.

1.3 秸稈生物質(zhì)環(huán)境材料對水中PAHs的處理性能

稱取一定量秸稈吸附材料于35mL離心管中,加入PAHs使用液和吸附背景液,使吸附液體積達(dá)32mL,蓋塞,膜封口,恒溫(25±1)℃間歇振蕩24h,6000r/min離心30min,高效液相色譜測定上清液中PAHs,根據(jù)PAHs初始濃度和吸附平衡濃度計算秸稈吸附材料對PAHs的吸附量,實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次.預(yù)實(shí)驗(yàn)表明,秸稈吸附材料本身不溶出PAHs,瓶子吸附、揮發(fā)、生物降解、光降解損失可忽略不計.吸附動力學(xué)預(yù)實(shí)驗(yàn)表明,菲在秸稈吸

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