【摘要】：多環(huán)芳烴化合物(PAHs)是化石燃料不完全燃燒或其他有機(jī)物高溫分解的產(chǎn)物,大部分PAHs具有較強(qiáng)的致癌、致畸變和致突變性。盡管在大氣顆粒物、水體及土壤中都能檢測到PAHs的存在,但其在陸生生態(tài)系統(tǒng)中的最主要聚集場所仍然是土壤,對(duì)土壤的修復(fù)也最為困難。生物炭作為一種多孔高效修復(fù)劑,一方面利用其豐富的細(xì)孔隙特質(zhì)吸附滯留有害有色有機(jī)物質(zhì),另一方面通過生物質(zhì)炭表面官能團(tuán)對(duì)離子的絡(luò)合或螯合作用,也對(duì)土壤-作物系統(tǒng)中金屬及陰離子等無機(jī)對(duì)象具有一定修復(fù)作用。本研究以玉米秸稈為原料,于400~700℃制備生物炭,選擇菲、芘作為研究對(duì)象,研究不同熱解溫度對(duì)生物炭物化性質(zhì)的影響,考察4種不同制備溫度的生物炭對(duì)兩種多環(huán)芳烴在不同接觸時(shí)間、不同污染濃度下的吸附解吸附行為,以期為生物質(zhì)資源化及篩選高效生物炭在多環(huán)芳烴治理的應(yīng)用提供理論依據(jù)。研究揭示了生物炭的理化性質(zhì)隨其原料及熱解溫度不同所發(fā)生的變化規(guī)律,并研究了生物炭對(duì)菲、芘的吸附-解吸附行為。生物炭的理化性質(zhì)隨著熱解溫度的不同有明顯的變化,隨熱解溫度的升高,炭化程度更大,產(chǎn)率更低,灰分含量更高,比表面積更大,極性官能團(tuán)數(shù)量更少,芳香度更高,疏水性更強(qiáng),孔結(jié)構(gòu)發(fā)育更加完全。通過吸附動(dòng)力學(xué)模型擬合,發(fā)現(xiàn)生物炭對(duì)菲、芘的吸附作用更傾向于化學(xué)吸附,而不是物理吸附,且吸附受到顆粒內(nèi)擴(kuò)散過程的影響但不是唯一的控制因素。吸附等溫線擬合發(fā)現(xiàn),不同熱解溫度下制備的生物炭,在相同處理時(shí)間下,生物炭隨燒制溫度升高,對(duì)溶液中菲、芘的吸附能力不斷增強(qiáng).同種熱解溫度生物炭對(duì)菲的吸附能力大于芘,應(yīng)該是由于較小的菲分子更易到達(dá)吸附點(diǎn)位。生物炭對(duì)菲、芘的吸附等溫線均呈非線性;Freundlich模型非線性指數(shù)n值隨生物炭熱解溫度的升高而減小,表明非線性程度隨溫度升高而增加,可能是生物炭的主要吸附機(jī)制由分配作用轉(zhuǎn)變?yōu)楸砻嫖�、孔隙截留等造成的。生物炭�?duì)于菲、芘的解吸附均表現(xiàn)出不同程度的滯后性,通過滯后系數(shù)分析發(fā)現(xiàn),具有更高芳香性、更低極性的生物炭對(duì)PAHs的解吸滯后性更加明顯,吸附更加穩(wěn)定。
【學(xué)位授予單位】：遼寧大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X592

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2623136