發(fā)布時(shí)間：2018-04-17 10:22

  本文選題：吸附動(dòng)力學(xué) + 納米碳管��； 參考：《昆明理工大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：碳基吸附材料因有著比傳統(tǒng)材料更加優(yōu)異的性質(zhì),而被廣泛應(yīng)用于處理和修復(fù)受污染的水環(huán)境和土壤環(huán)境。碳基吸附劑由于其具有豐富的空隙結(jié)構(gòu)、較大的比表面積、對有機(jī)污染物較強(qiáng)的吸附作用而被廣泛地用于去除環(huán)境中的有機(jī)污染物。碳基吸附劑在可持續(xù)環(huán)境中具有多方面優(yōu)勢,特別是其對碳的鎖定是調(diào)節(jié)全球氣候變化的重要途徑,因此其特殊的環(huán)境效應(yīng)吸引了廣泛的研究興趣。近年來,以生物炭為代表的碳基吸附劑引起了廣大研究者的關(guān)注,生物炭(Biochar)是由生物質(zhì)在缺氧的條件下,經(jīng)高溫緩慢熱解生成的一類難溶、穩(wěn)定、高度芳香化的含碳物質(zhì)。研究者已經(jīng)充分論證,生物炭可以改良土壤、固碳減排、修復(fù)污染,其多方面的環(huán)境效應(yīng)和生態(tài)效應(yīng)已經(jīng)引起廣泛關(guān)注。有機(jī)污染物與吸附劑之間相互作用的研究已經(jīng)表明,吸附過程通常表現(xiàn)出明顯的兩階段特征：即初始的快吸附階段和后續(xù)的慢吸附階段�？股�素類物質(zhì)自發(fā)現(xiàn)以來,其在固體顆粒吸附劑上的吸附過程實(shí)際上是一個(gè)漫長的平衡過程,并不是一個(gè)瞬時(shí)平衡的過程。忽略慢吸附過程可能會(huì)低估有機(jī)污染物的吸附能力,不能準(zhǔn)確預(yù)測其歸趨、遷移和轉(zhuǎn)化等環(huán)境行為。針對抗生素類物質(zhì),目前多數(shù)研究僅僅關(guān)注碳基吸附劑對其吸附能力的大小,忽視了動(dòng)力學(xué)吸附特征研究。對于不同性質(zhì)碳基吸附劑對抗生素類物質(zhì)的吸附動(dòng)力學(xué)的比較研究更是鮮有報(bào)道。本論文探討用香蕉皮和玉米芯兩類生物質(zhì)制備的生物炭、多壁納米碳管(CNTs)和活性炭(AC)對氧氟沙星(OFL)的吸附動(dòng)力學(xué)過程。研究表明,雙室一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型適用于擬合該吸附動(dòng)力學(xué)過程。OFL在兩類生物炭上的吸附能力隨炭化溫度的升高而減弱,歸因于生物質(zhì)炭化程度的增大,芳香性增加,生物炭有機(jī)分配相減少。生物炭的O含量極大地影響了其與水分子之間形成水膜的能力,OFL穿透水膜在生物炭表面上的吸附過程成為控制OFL吸附快慢的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。OFL在CNTs和AC的快室吸附比在生物炭上的先趨于平衡,這可能與CNTs和AC較為單一的表面性質(zhì)有關(guān)。CNTs的慢室吸附比AC的慢室吸附需要更長時(shí)間達(dá)到平衡,主要原因是隨著OFL分子在CNTs表面持續(xù)吸附,原先由于疏水性作用聚合在一起的CNTs逐漸分散開,暴露出更多的表面積,導(dǎo)致OFL持續(xù)的吸附,在動(dòng)力學(xué)上表現(xiàn)為慢室吸附。此外,單位比表面積上CNTs對OFL的吸附量最高,表明如果能夠使CNTs充分分散,大量暴露的表面可能使CNTs成為去除有機(jī)污染的高效吸附劑。此外,考察了卡馬西平(CBZ)在9種不同裂解溫度(200、300和500℃)和酸(HCl和HCl-HF)處理的生物炭上的吸附動(dòng)力學(xué),并借助擬一級(jí)、擬二級(jí)和雙室一級(jí)等模型對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合。研究結(jié)果表明,雙室一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型對吸附動(dòng)力學(xué)提供了更精確的描述。裂解溫度和礦物對CBZ的吸附動(dòng)力學(xué)有顯著影響,具體表現(xiàn)為不同酸洗導(dǎo)致礦物含量發(fā)生顯著變化,礦物對生物炭吸附CBZ的快室吸附單元起主要作用,生物炭內(nèi)部的芳香環(huán)隨生物炭的升高而更加致密,生物炭內(nèi)部的芳香環(huán)結(jié)構(gòu)主要貢獻(xiàn)于慢室吸附單元。生物炭的礦物組分一方面屏蔽了有機(jī)質(zhì)上的一些吸附點(diǎn)位,另一方面礦物自身可以有效地吸附污染物,酸洗去礦物對生物炭吸附污染物的表觀影響可能取決于兩個(gè)方面的平衡。同時(shí)還研究了CBZ的快室吸附對總體吸附的貢獻(xiàn)隨初始濃度的增大而減小,而慢室吸附貢獻(xiàn)則增大,π-π作用可能對CBZ的吸附貢獻(xiàn)較大,孔隙填充可以描述慢室吸附過程,可能是吸附速率的控制環(huán)節(jié)。
[Abstract]:Carbon - based adsorbent is widely used in treating and repairing polluted water environment and soil environment because of its rich void structure and high specific surface area .

【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O647.3

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7 董聲雄;鄭f

本文編號(hào)：1763192