發(fā)布時(shí)間：2021-09-03 09:29

　　工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展使得大量的外源營(yíng)養(yǎng)鹽輸入環(huán)境,加速了水體的富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程,對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成嚴(yán)重威脅,影響水資源的有效利用。為尋求環(huán)境友好、價(jià)格低廉的新型磷吸附材料,本文使用秸稈來源的生物炭作為原材料,制備復(fù)合型吸附劑去除水中磷酸鹽,為生物炭在廢水除磷領(lǐng)域的技術(shù)化應(yīng)用提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),為水中磷酸鹽的回收利用提供了新思路。本文分別利用擠出-滾圓法和輥壓機(jī)壓片-切割法將生物炭制成顆粒狀。清水溶出實(shí)驗(yàn)和表征結(jié)果顯示,壓片-切割法得到的粒狀生物炭（Bg-3）可以應(yīng)用于水相并易于回收,而成粒過程產(chǎn)生的額外孔道有利于增加生物炭的吸附容量。為進(jìn)一步提高吸附劑的除磷率,本文通過化學(xué)沉淀法在粒狀生物炭的內(nèi)外表面負(fù)載鐵氧化物。SEM、TEM（EELS）、BET、XRD和XPS等多種表征結(jié)果表明,負(fù)載的Fe主要以Fe OOH和Fe2O3的形式存在,大幅提高了吸附劑的比表面積和孔體積,并提供了吸附劑中主要的磷吸附位點(diǎn)。載鐵粒狀生物炭（Bg-FO-1）對(duì)水中磷的去除率達(dá)到了96.3%（初始磷酸鹽濃度為20 mg/L）,動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型的擬合度最高。在此基礎(chǔ)上,研究中使用酸、堿和表面活性劑加熱浸漬等多... 

【文章來源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：123 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

PTFE的分子結(jié)構(gòu)式Fig2-1StructureofPTFE

甘露糖醛酸）和 G 單體（a-L-古羅糖醛酸）兩部分構(gòu)成，整個(gè)的分子式中即包含MM、MG 和 GG 片段（見圖 2-2）。三種片段在海藻酸中成無規(guī)則嵌段式排列海藻酸的來源不同時(shí)包含的 M 和 G 單體數(shù)量和排布方式差異會(huì)直接影響海藻酸鹽的溶解度、變形性等特性。其中 GG 成鋸齒狀結(jié)構(gòu)，彈性最小，而 MM 則為雙螺旋狀，是最有韌性的結(jié)構(gòu)片段[115]。海藻酸鈉為最為常見的海藻酸之一。海藻酸納含有大量的羥基，Ca2+會(huì)優(yōu)先于 G 片段上的多個(gè) O 原子發(fā)生螯合作用，發(fā)生凝聚，形成網(wǎng)狀凝膠。海藻酸鈣凝膠的黏性很大，可以將諸多點(diǎn)位粘連形成巨大的交聯(lián)狀骨架�？紤]到海藻酸鈣凝膠的特性及良好的生物相容性，在組織工程支架，醫(yī)藥制藥方面[116]對(duì)海藻酸鈣凝膠都有大量的應(yīng)用研究。Gao[117]等將多壁碳納米管和四氧化三鐵顆粒與海藻酸鈉混合，制備成的載鐵碳納米管混合膜，以達(dá)到降低膜的結(jié)晶度并提供快速移動(dòng)的微通道的作用。實(shí)驗(yàn)表明得到的混合膜表現(xiàn)出優(yōu)異特性，膜通量高達(dá) 2211 g/m2·h。Minoru[118]等則制備基于含有碳納米管的藻酸鹽水凝膠作為一種新穎的支架材料，并對(duì)其機(jī)械性能和生物相容性了評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該凝膠 CNT-ALG 與傳統(tǒng)海藻酸鈣凝膠相比機(jī)械強(qiáng)度更高。

度以及孔隙率等性質(zhì)[123]。同樣，滾圓時(shí)間，滾圓時(shí)的溫度和濕度等都會(huì)對(duì)最終產(chǎn)品的形貌效果產(chǎn)生影響。（2）輥壓機(jī)壓片法輥壓機(jī)壓片法常見于電極材料的制備[124]。電極使用的活性炭和炭黑均為碳質(zhì)粉體材料，需要將其與黏合劑（如酚醛樹脂，聚偏氟乙烯，PTFE 乳液等）、固化劑混合以保證電極成型�；旌虾蟮臐窳辖�(jīng)過輥壓機(jī)反復(fù)壓制成薄片，再用打孔機(jī)切割成需要的形狀。實(shí)驗(yàn)中借鑒這種方式將生物炭與黏合劑混合后經(jīng)輥壓機(jī)壓制成片狀碳材料，再經(jīng)過切割得到適合的粒狀生物炭。2.2.4 粒狀生物炭的制備實(shí)驗(yàn)中使用的生物炭為 350°C 下限氧燒制的棉花秸稈生物炭[65]，含有較多雜質(zhì)，且粒度不均勻，不能直接用于造粒。在使用前，使用粉碎研磨機(jī)（電機(jī)轉(zhuǎn)速 27000rpm）將生物炭研磨 5 min 后過 160 目篩網(wǎng)，篩選后用去離子水清洗，80°C 烘干 24h 后備用。

【參考文獻(xiàn)】：
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