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沈阳生态所科学家利用球磨提升生物炭去除佳乐麝香性能
大  中   2019-01-15 打印本页 关闭

  人工合成麝香是一种常见的药物和个人护理品。由于目前国内还没有专门针对去除污水中佳乐麝香(HHCB)的工艺,而常规的污水处理技术对佳乐麝香基本不起作用。因此,研发高效、经济、环境友好的去除HHCB的功能材料,是国内外广大环境工作者面临的艰巨挑战。生物炭具有大的比表面积和很高的化学稳定性,难以被微生物降解,其制备和应用在一定程度上可实现废弃物资源化处理。 

  中国科学院沈阳应用生态研究所污染生态过程组张倩茹研究员团队利用球磨生物炭优异的物理化学性质,通过吸附、分配作用将待处理水中的HHCB富集到球磨生物炭的表面及孔隙内,从而高效去除水中的HHCB污染物。高温制备的生物炭经球磨后,作用显著增强。因为对低温制备的生物炭来说(300),球磨只增加了外表面积;对于较高温度制备的生物炭(500),球磨同时增加了外表面积和内表面积,从而暴露了其石墨结构和含氧官能团,进而通过表面吸附、π-π相互作用孔填充增强HHCB的吸附(图2)。而对500 小麦生物炭(WS500)来说,77.9% HHCB由于表面吸附被去除,22.1%HHCB去除由于分配作用;球磨后,对BMWS500来说,由于表面吸附被去除的HHCB96.7%,剩余3.3%HHCB去除由于分配作用(图3)。这项工作突出了球磨作为改善生物炭吸附性能的优秀工程方法的潜力。 

  以上结果以Ball-milled biochar for galaxolide removal: Sorption performance and governing mechanisms为题发表在Science of the Total EnvironmentDOI10.1016/j.scitotenv.2019.01.005上。 

  张倩茹研究员为文章第一作者及通信作者,研究得到了国家自然科学基金面上项目(3147055231670516)和国家重点基础研发计划(NO. 2018YFC1800704的资助。

    文章链接:1 

 

 1. (a-b) 未球磨生物炭WS500与球磨生物炭BMWS500SEM图  (c)WS500BMWS500FTIR光谱 

 

 

2. (a) 原料类型和热解温度对未经球磨和球磨的生物炭从水溶液中去除HHCB效率的影响  (b-c) HHCB剂量与比表面积之间的关系 

   

   

 

3. 未球磨和球磨-生物炭吸附HHCB的机制 

   

   

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