蔗渣基生物質(zhì)炭的制備及其對水中四環(huán)素的吸附研究.pdf

1、水環(huán)境中抗生素污染帶來的潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和對人體的健康隱患引起廣泛關(guān)注。近年來利用農(nóng)林廢棄物為原料熱解炭化制備的生物質(zhì)炭(BC)，因其芳香化程度高、比表面積大、孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)等特點(diǎn)，作為廉價(jià)易得、環(huán)境友好的吸附材料用于環(huán)境中重金屬和抗生素污染治理研究已成為環(huán)境領(lǐng)域的前沿課題。然而BC的原料和制備條件不同直接影響了BC的物理、化學(xué)性質(zhì)，也決定了它對抗生素的吸附性能。本文旨在以廣西主要農(nóng)作物甘蔗制糖產(chǎn)生的廢棄物—蔗渣為原料制備生物質(zhì)炭，研究其制備

2、工藝及其對水中抗生素的吸附性能。
　　本研究以蔗渣為原料，分別以ZnCl2和H3PO4為活化劑制備蔗渣基生物質(zhì)炭(BBC)，考察了活化劑濃度、炭化溫度、炭化停留時(shí)間對BBC吸附性能的影響;針對目前使用量最大的抗生素—四環(huán)素，分別以醋酸和乙二胺為改性劑對BBC進(jìn)行改性制備改性蔗渣基生物質(zhì)炭(M-BBC)，并用于對水中四環(huán)素的吸附機(jī)理研究?？疾煳綍r(shí)間、四環(huán)素初始濃度、吸附溫度對M-BBC吸附四環(huán)素效果的影響，利用比表面積和孔隙分析儀

3、、XRD、元素分析儀、激光拉曼光譜儀、FT-IR、SEM等手段對BBC樣品進(jìn)行表征分析;通過吸附動力學(xué)、吸附等溫線、吸附熱力學(xué)研究BBC和M-BBC對四環(huán)素的吸附過程和機(jī)理。研究結(jié)果表明:
　　(1)以蔗渣為原料，分別以ZnCl2和H3PO4為活化劑制備得到ZnCl2活化制備的蔗渣基生物質(zhì)炭(Z-BBC)和H3PO4活化制備的蔗渣基生物質(zhì)炭(P-BBC)，Z-BBC比P-BBC的吸附性能好。ZnCl2活化法制備BBC的工藝條件:Z

4、nCl2濃度為15 wt％，炭化溫度為350℃，炭化停留時(shí)間為60min，Z-BBC的碘吸附值為1083.622 mg/g，比表面積為1247.254 m2/g，孔體積為0.640 cm3/g，平均孔徑為2.285 nm，具有發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)，表面具有豐富的含氧官能團(tuán)。
　　(2)利用15 vt％醋酸和5vt％乙二胺對Z-BBC進(jìn)行改性，得到醋酸改性蔗渣基生物質(zhì)炭(AM-BBC)和乙二胺改性蔗渣基生物質(zhì)炭(EM-BBC)。AM-BB

5、C和EM-BB℃的比表面積分別為1601.598、803.787 m2/g，孔體積為0.811、0.392 cm3/g，平均孔徑為2.251、2.166nm。AM-BBC、EM-BBC和Z-BBC對四環(huán)素的吸附值分別為453.339、267.210和410.275mg/g。醋酸改性能夠顯著增強(qiáng)Z-BBC對四環(huán)素的吸附效果，乙二胺改性則會降低Z-BBC對四環(huán)素的吸附效果。
　　(3) Z-BBC和AM-BBC對水中四環(huán)素的最大吸附值