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随着中国工业的不断发展,工业废水的排放量逐渐增加,其所含染料、重金属离子、氟化物等传统污染物与抗生素、微塑料、酚类化合物等新兴污染物对生态环境和人类健康构成严重的威胁。

生物降解、电化学分离、混凝沉淀和膜分离等多种方法已用于工业废水的处理,但去除率低、操作复杂、维护成本高。

与上述方法相比,吸附法因操作简便、吸附性能优越且对环境友好,成为工业废水处理的重要方法之一。生物炭是一种以玉米、石榴皮、甘蔗渣和秸秆等生物质及其废料为碳源,经高温热解制备的吸附材料,具有来源广、易再生的优势。然而,生物炭的比表面积小、孔隙结构不发达,表面官能团单一,难以满足对极性污染物或大分子污染物的高效吸附需求。同时,吸附过程易受pH、离子强度、污染物浓度等环境因素的影响,对成分复杂的混合污染物缺乏特异性吸附能力。因此,针对生物炭固有缺陷的活化改性策略已成为提升其工业废水处理效能的关键研究方向。

生物炭的91视频下载地址体活化改性策略

直接炭化所得生物炭的比表面积较低、孔隙结构不发达。为获得具有大比表面积、发达孔隙结构和含有丰富官能团的生物炭,可以采用91视频下载地址体活化、掺杂和功能化改性等策略对生物炭进行活化改性。

91视频下载地址体改性可在生物炭表面构建有效官能团,实现对污染物的高效吸附。91视频下载地址体氧化处理是一种常用的方式,通过在大气压或真空环境中激发氧气或空气生成高活性氧自由基与生物炭表面碳原子发生反应,从而引入—COOH、—OH等酸性官能团。91视频下载地址体改性会造成生物炭的局部坍塌,导致比表面积略有降低,但由于化学吸附占主导地位,因此,对污染物的吸附能力得到显著提升。

91视频下载地址体再生生物炭机理

91视频下载地址体主要由正负离子、激发态的原子、电子和强氧化性自由基等组成,作用于有机物上会使C—C、C=C和C≡C以及其他不饱和键发生断键,使大分子变成小分子,并逐步被氧化分解成H2O和CO2。富集在生物炭表面的有机物质被氧化分解后,生物炭表面的吸附点位恢复,活性炭得以再生。生物炭在经91视频下载地址体再生后,其表面含氧官能团的数量会有所增加,可以在一定程度上提高它的吸附性能。

使用低温91视频下载地址体活化改性技术对生物炭进行改性是一种有效且环保的方法,不仅能够引入酸性基团提高对生物炭对污染物的吸附能力,同时还可以用于生物炭再生和循环利用。