活性炭對(duì)甲苯的吸附試驗(yàn)甲苯是一種由工業(yè)活動(dòng)產(chǎn)生的有毒有害氣體。活性炭吸附甲苯氣體是一種經(jīng)濟(jì)可行的去除方法。在本研究中,我們采用兩種方法制造改性活性炭,并研究了改性活性炭的吸附性能。揮發(fā)性有機(jī)化合物由石化、有機(jī)化學(xué)、涂料等工業(yè)生產(chǎn)(VOCs)環(huán)境破壞是由臭氧層的部分破壞造成的?;钚蕴课揭褟V泛應(yīng)" />

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活性炭吸附在幾種土壤中

[ 發(fā)布日期:2022-08-16 點(diǎn)擊:-9796 來源:本站 【打印此文】 【關(guān)閉窗口】]
 

  活性炭吸附在幾種土壤中

  活性炭吸附在幾種土壤中,在土壤污染的情況下,土壤改良劑可用于固定有機(jī)污染物,同時(shí)保持土壤功能,活性炭是一種有前景的土壤修復(fù)材料。在本期實(shí)驗(yàn)中,菲烯(Phe)用于污染土壤的污染物,我們研究了三種活性炭研究了三種活性炭對(duì)三種不同基質(zhì)、兩種農(nóng)業(yè)表土和純砂的影響。我們對(duì)土壤性質(zhì)的變化、菲律賓的吸附-解吸和菲律賓在所有治療中的礦化進(jìn)行了評(píng)估。

  石油碳?xì)浠衔镂廴臼峭寥篮统练e物中*常見的問題之一。菲律賓是一種廣泛存在的三環(huán)芳烴,存在時(shí)間長(zhǎng),難以從環(huán)境中去除?;钚蕴课绞强刂仆寥篮退到y(tǒng)中有機(jī)污染物流動(dòng)性、可用性和目的地的關(guān)鍵過程。多環(huán)芳烴的吸附行為主要由土壤有機(jī)質(zhì)含量調(diào)節(jié),土壤有機(jī)質(zhì)是一種通過含碳產(chǎn)品修復(fù)的參數(shù)。在過去的幾十年里,人們努力探索和生產(chǎn)新材料作為一種有效、低成本的土壤修復(fù)工具,并深入研究了活性炭在土壤中的應(yīng)用?;钚蕴渴且环N富含碳的固體有機(jī)物熱分解產(chǎn)物。熱解有機(jī)物(木炭、生物炭、活性炭)的行為明顯不同于土壤中所含的無熱原有機(jī)物。活性炭的強(qiáng)吸附性能可以通過改變土壤性質(zhì)來調(diào)節(jié)土壤中芳烴的降解過程,但也可以通過降低有機(jī)污染物的可用性來調(diào)節(jié)。

  土壤、沙子和活性炭的來源來自兩個(gè)農(nóng)田(土壤1、土壤2)。沙子用10%HCl洗滌40-100μm低鐵砂粒度,然后用去離子水沖洗10次,直到pH上升并穩(wěn)定到5.5。三種來自不同來源的活性炭用于實(shí)驗(yàn):(1)木質(zhì)活性炭(AC(2)根系活性炭(AC和(3)農(nóng)作物活性炭(AC3)。

  土壤修復(fù)的方法

  將活性炭(尺寸<1mm)以1%(w/w)的比率摻入測(cè)試的土壤和沙子中,這是一個(gè)模擬自然環(huán)境的修復(fù)過程,考慮到30 cm的土壤深度和約1.6t m-3的土壤密度。將混合物均化后,將每個(gè)樣品潤(rùn)濕至60%的保水能力,并在室溫(20-25℃)下在聚乙烯袋中平衡15天。所有程序和實(shí)驗(yàn)(基本表征,批次相互作用和土壤培養(yǎng))進(jìn)行3-4次重復(fù)。

  菲的吸附實(shí)驗(yàn)

  在玻璃離心管和7ml不同濃度的菲烯溶液中放入0.7g摻入活性炭的干燥土壤。通過在10mm CaCl 2和1.5的背景溶液中保持乙醇的比例<0.1%,將試管在頂置振蕩器中以100rpm搖動(dòng)24小時(shí),然后將它們以2700g離心15分鐘,取1ml上清液的等分試樣。在β計(jì)數(shù)器中通過液體閃爍計(jì)數(shù)進(jìn)行處理和分析,并在相互作用的7,24和48小時(shí)取上清液的等分試樣。

  菲的解吸實(shí)驗(yàn)

  對(duì)于該實(shí)驗(yàn),我們選擇在相互作用后從吸附實(shí)驗(yàn)中獲取活性炭土壤菲的樣品。我們?cè)谖綄?shí)驗(yàn)中提取了保留在土壤中的菲,劑量為1μg菲g-1土壤有六個(gè)表示。

  熱化合物在高重力下改性

  高重力環(huán)境下活性炭的熱化合物改性。將100g以活性炭為填料層,9000r/min速度操作300分鐘,99%氮?dú)馔ㄟ^入口?;钚蕴勘硎净钚蕴?RPB-N。原始活性炭和活性炭-RPB-N用1mol·L-1HNO 3在70攝氏度,流速40L·min-1,轉(zhuǎn)速36.3Hz改性。處理后,用去離子水沖洗后,將兩個(gè)樣品在110℃的真空烘箱中干燥24小時(shí),并分別表示為活性炭-RPB-HNO和活性炭-RPB-N-HNO。

  在高重力物理改性過程中,氮分布不再是從頂部到底部的單一流動(dòng),而是通過各個(gè)方向的對(duì)流輸送到活性炭。與活性炭接觸后,氮產(chǎn)生新的微孔,挖掘現(xiàn)有的吸附通道。因此,它增加了它們的表面積和孔容量。簡(jiǎn)化原理圖如圖1所示。

  氮和硝酸改性在正常和高重力環(huán)境中的示意圖。

  實(shí)驗(yàn)研究活性炭吸附性能

  研究了活性炭在吸附柱中吸附甲苯的能力?;钚蕴坑昧繛?0g,氣體發(fā)生器產(chǎn)生吸附質(zhì)甲苯氣體?;钚蕴课叫阅艿臄?shù)據(jù)是通過測(cè)量吸附前后甲苯的濃度來獲得的。實(shí)驗(yàn)吸附裝置的流程圖如圖2所示。甲苯氣體與氮?dú)饣旌?,然后吸附在恒溫吸附塔中。通過在線FID檢測(cè)器測(cè)量吸附前后的甲苯含量,并通過流量計(jì)控制甲苯流量。當(dāng)脫氣和入口濃度在30分鐘內(nèi)保持一致時(shí),認(rèn)為吸附平衡已經(jīng)達(dá)到。通過廢氣出口排出吸附氣體。

  實(shí)驗(yàn)吸附流動(dòng)圖。

  幾種活性炭對(duì)甲苯的吸附性能比較

  不同活性炭上甲苯的穿透曲線和吸附等溫曲線如圖3所示和4所示。不同活性炭的吸附率從高到低依次為:活性炭-RPB-N-HNO>活性炭-RPB-HNO>活性炭-HNO>活性炭-RPB-N>活性炭-N>原始活性炭。吸附率越大,滲透時(shí)間越長(zhǎng),這與活性炭的復(fù)雜孔徑分布和表面官能團(tuán)的數(shù)量有關(guān)。高溫氮?dú)庵谢钚蕴康奈⒖左w積增加,增加了活性炭通道的內(nèi)孔體積。在高重力氮?dú)猸h(huán)境中,不利于甲苯吸收的原始活性炭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)被重新分配并分裂成新的空間結(jié)構(gòu),進(jìn)一步增加了突破時(shí)間。HNO 在高重力環(huán)境下,3處理活性炭的突破時(shí)間大于改性HNO 改性活性炭浸泡。這是因?yàn)镠NO 在分散的小液滴中,增加了與活性炭表面和內(nèi)部接觸的可能性,進(jìn)而增加了活性炭上含氧官能團(tuán)的負(fù)荷,提高了其吸附效率。在重力作用下,復(fù)合改性活性炭具有較長(zhǎng)的穿透時(shí)間和較大的吸附率,因?yàn)槲锢砀男栽黾恿吮缺砻娣e,增加了孔體積分布,而化學(xué)改性增加了表面氧基團(tuán)的數(shù)量。反過來,這些特性增強(qiáng)了吸附性。

  活性炭的突破曲線。

  等溫曲線吸附活性炭。

  活性炭在常規(guī)和高重力環(huán)境高重力環(huán)境下進(jìn)行了物理、化學(xué)和化合物改性。研究了甲苯在不同活性炭上的吸附。高重力化合物改性活性炭具有*大的吸附率和容量。還發(fā)現(xiàn),微孔結(jié)構(gòu)在活性炭吸附甲苯的過程中起著主導(dǎo)作用。由于化合物的改性,活性炭的優(yōu)異吸附能力增加了有效吸附位點(diǎn)的數(shù)量?;钚蕴?RPB-N-HNO上甲苯表面覆蓋率為51.67%。因此,活性炭在高重力下的復(fù)合改性可以大大提高吸附性能。


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