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稀酸稀碱洗脱处理对生物炭结构及吸附四环素性能的影响

2021-07-27高雅轩严姗姗林子翔张书高雯然

林业工程学报 2021年4期
关键词:生物结构

高雅轩,严姗姗,林子翔,张书,高雯然

(南京林业大学材料科学与工程学院,南京 210037)

生物质作为地球上唯一可再生的碳资源,其高效利用对解决能源和环境问题至关重要。生物炭是生物质热解产生的固相产物,具有丰富的孔隙结构和较好的生物、化学稳定性,比表面积大且高度芳香化[1]。生物炭对污染物具有很强的吸附效果,对有机污染物的环境行为和转化有着重要影响。抗生素造成的水污染一直是全人类面临的难题[2-3]。四环素是医疗业和畜牧业上应用最广泛的抗生素之一,由于人类和动物不能完全吸收四环素,导致其以代谢物甚至原态排入环境中造成水体污染[4-5],因此,从水体中去除四环素是全世界许多研究人员们高度关注的问题。

在热解炭化过程中,生物质材料中的无机成分会部分转化为灰分,残留在生物炭中[6]。此外,生物炭表面还会不可避免地附着一部分无机盐、焦油以及醋液等热解副产物[7-10]。这些被附着的热解副产物以及灰分会随生物炭一同进入环境,由于其性质较活跃,在环境中易发生变化,会在一定程度上影响生物炭对污染物的吸附行为[11]。因此,为了研究生物炭本身对四环素的吸附行为,需要通过酸或碱对生物炭进行洗脱处理,在一定程度上排除这些外界因素的干扰。王贝贝等[12]和王月瑛等[13]研究发现酸洗能够去除生物炭的表面灰分,优化了生物炭的孔隙结构,从而提高生物炭的吸附性能。史风梅等[14]研究发现碱洗同样可以改变生物炭的有机构成和微观结构,进而影响其吸附硫化氢的效果。……

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