【摘 要】
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内分泌干扰物(EDCs)是一种可以对人体健康和生态平衡造成严重威胁和持久性伤害的外源性化学物质。低浓度下的EDCs也会对生物体产生危害,所以急需寻找一条高效处理EDCs废水的方法。吸附法是处理EDCs废水的有效方法之一。工业废弃物糠醛渣(FR)的碳含量较高可成为制备活性炭的材料。本文选用FR为原料,通过水蒸气活化法制备了糠醛渣活性炭(FRAC)。研究了FRAC对双酚S(BPS)、4,4′-二羟基二
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内分泌干扰物(EDCs)是一种可以对人体健康和生态平衡造成严重威胁和持久性伤害的外源性化学物质。低浓度下的EDCs也会对生物体产生危害,所以急需寻找一条高效处理EDCs废水的方法。吸附法是处理EDCs废水的有效方法之一。工业废弃物糠醛渣(FR)的碳含量较高可成为制备活性炭的材料。本文选用FR为原料,通过水蒸气活化法制备了糠醛渣活性炭(FRAC)。研究了FRAC对双酚S(BPS)、4,4′-二羟基二苯硫醚(TDP)和双酚F(BPF)的吸附性能,旨在为吸附法处理EDCs废水奠定基础。以FR为原料,采用水蒸气活化法制备了FRAC。基于响应面分析法中的Box-Behnken Design(BBD)模型来评价活化条件对FRAC性能的影响,得到FRAC的最优活化条件:活化温度922℃,活化时间62 min,炭水比1:4.5(w:w)。该条件制备的FRAC的比表面积和碘吸附值分别为1662.41 m~2/g和1501.84 mg/g。采用比表面积分析仪(BET)、傅立叶红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)等对FRAC进行了表征。研究了FRAC对BPS、TDP和BPF的吸附性能。首先探讨了实验条件(吸附时间、FRAC用量、p H值、温度及BPS、TDP和BPF溶液的初始浓度)对吸附过程的影响,得出三者的吸附平衡时间分别为180 min、180 min和240 min。采用五种吸附等温线模型对实验数据进行非线性拟合分析,结果表明Langmuir、Sips和Koble-Corrigan模型可以很好的描述FRAC对BPS的吸附过程;FRAC对TDP的吸附平衡数据符合Sips和Koble-Corrigan模型;而Sips、Koble-Corrigan和Redlich-Peterson模型可以很好的解释FRAC对BPF的吸附过程。在298 K时,FRAC对BPS、TDP和BPF的最大吸附量分为3.2848 mmol/g、5.4083 mmol/g和3.6955 mmol/g。热力学参数表明,FRAC对BPS、TDP和BPF的吸附均是自发进行的放热过程,低温有利于吸附的进行。吸附动力学分析表明,准二级动力学模型能较好地描述FRAC对BPS、TDP和BPF的吸附行为,吸附速率受颗粒内扩散和膜扩散的共同控制。利用X-射线光电子能谱(XPS)和傅立叶红外光谱(FT-IR)对吸附前后的FRAC进行表征,探讨了FRAC对BPS、TDP和BPF的吸附机理。吸附受到氢键、π-π相互作用、静电作用和疏水作用的共同影响。研究结果表明,FRAC对BPS、TDP和BPF均有很好的吸附特性,可用作处理EDCs废水的理想吸附剂。
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