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多环芳烃(PAHs)是环境普遍存在的一类持久性有机污染物,由于其具有高毒性、难降解等特征,对环境已产生严重危害,故选择合适方法和工艺处理水体中PAHs污染物具有重要意义。煤基活性炭(CAC)作为一种吸附剂,可去除水中的PAHs,但存在吸附性能差等问题。故本文以新疆煤为原料,采用微波法制备煤基活性炭(CAC),然后为了提高其吸附性能,利用微波辅助方法进行改性工艺的优化,调控CAC表面结构和化学性质,并对典型的PAHs(萘、菲、芘)污染物进行吸附性能研究,结果如下:微波辅助改性利用微波加热优势,研究不同微波时间和微波功率对改性效果的影响,获得改性最佳工艺为微波时间8 min,微波功率500 W。对不同微波功率下改性样品表征实验表明,改性后M-CACs样品表面孔增多;碳元素相对含量从CAC的74.67增加到M-CAC-500W的80.67,对应的氧元素含量从23.04降低到16.65;且其比表面积由671.88 m2/g增加到1061.95 m2/g,总容积由0.38 cm3/g增加到0.61 cm3/g;改性后M-CACs表面C=O含量增加,C-O、R-O*-C=O和O*=C-OH含量都降低,且表面酸性降低,表面碱性增加,p HPZC值降低。M-CACs对萘的吸附是自发的、放热反应,在20 min左右就可达到吸附平衡,且随着温度增加吸附量降低,属于多分子层吸附;M-CAC-500W样品具有很好的可再生性和稳定性。通过单因素实验,测定了对碘和亚甲基蓝的吸附,获得微波辅助硝酸改性CAC最佳工艺条件为硝酸浓度20%,硝酸改性时间16 h,微波时间8 min,微波功率500 W。改性后的MN-CAC-16h表面分布更多的孔,有较高比表面积,表面含氧官能团从1.19mmol/g降低到0.087 mmol/g,而表面碱性从0.14 mmol/g增加到0.45 mmol/g,p HPZC值由7.98增加到8.20。改性后样品对萘和菲的吸附量随平衡浓度的增加而增大,且20 min就可达到吸附平衡,吸附属于多分子层吸附,符合拟二级动力学模型。微波辅助不同金属盐改性剂改性,获得最佳改性剂为硝酸铁,其工艺为硝酸铁浓度0.05 M,微波时间5 min,微波功率300 W。改性后0.05Fe-MCAC样品由于铁具有较高的活性,负载在其表面使孔隙变得更加发达,主要为中孔结构,平均孔径由CAC的3.111nm增加到0.05Fe-MCAC的3.816 nm;FTIR分析中出现了Fe-O的伸缩振动,且测定了铁的负载量为0.135 mmol/g。改性后的样品对萘、菲、芘的吸附量为芘>菲>萘;低温有利于吸附PAHs,属于物理吸附。微波辅助氨水改性CAC的最佳工艺条件为氨水浓度10%,改性温度35°C,处理时间18 h,微波时间8 min,微波功率500 W。改性后样品表面含C量显著增加,含O量显著降低,C/O值增加,N元素含量增大;表面含氧官能团被移除,碱性特征增加;平均孔径由CAC的3.111 nm增加到A-CAC的3.825 nm,M-CAC的3.830 nm,MA-CAC的3.831 nm,总孔容积分别增加了5.70%,45.0%和102.04%。对芘的吸附量显著增加,尤其是性能好的MA-CAC样品。改性后的CAC孔隙结构发达,比表面积增加,平均孔径增加,表面酸性降低(酚羟基、内酯基、羰基含量都降低),且碱性增加。对萘、菲、芘的吸附量随着苯环数增加而增加;CAC对萘、菲、芘吸附现象符合Langmuir模型;而改性后的CAC样品对萘、菲、芘的吸附,符合Fredulich模型,吸附效果更佳;且都符合拟二级动力学模型,存在化学作用。改性前后的CAC样品对PAHs的吸附过程是自发的、放热反应,低温有利于吸附PAHs污染物,且为物理吸附。微波辅助改性CAC是一种有效的改性技术,提高了对PAHs的吸附性能,具有广阔的市场前景和应用价值。