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近几十年,工业及肥料制造业发展给人们带来便利,同时也带来了一系列的环境问题,水体和土壤中的重金属和无机盐污染尤为严峻。当前急切需要解决污染问题,同时还要避免产生新的污染。本研究以葡萄糖为主要原料,采用葡萄糖和尿素制备空心碳球(HCSs)和氮掺杂碳球(CSs-N),用HCSs和CSs-N作为前驱体,制备了一系列的高性能多孔碳材料,将其用于吸附水中的Cr(Ⅵ)和磷酸根,并对其进行了结构表征和吸附性能测试。整个工艺过程无毒无残留且制备的多孔碳材料吸附污染物性能优异,为水体和土壤环境污染防治领域提供了一个绿色高效的吸附剂研制的思路。本研究以葡萄糖为原料,十二烷基硫酸钠(SDS)为表面活性剂,在180℃水热条件下制备了HCSs,后续使用氢氧化钾对HCSs进行活化,制备出一种蜂窝状碳材料(HCM)。利用SEM,TEM,BET比表面积,拉曼光谱,XRD,XPS和元素分析等技术对HCSs和HCM进行表征。采用间歇吸附法测试了HCM对Cr(Ⅵ)的吸附性能。SEM和TEM图像显示HCM表面孔隙发达,TEM图像证明碳球是空心的,BET测试HCM的比表面积达1436.21 m~2/g,相比于HCSs增大了约140倍。间歇吸附实验的结果表明,Cr(Ⅵ)在HCM上的最佳吸附p H点在2附近。在p H=2,温度25℃条件下,HCM对Cr(Ⅵ)的最大吸附量达332.53 mg/g。该吸附过程符合准二级动力学和Langmuir模型。再生吸附实验表明,HCM对Cr(Ⅵ)吸附具有良好的可重用性。以葡萄糖和尿素为原料,SDS为表面活性剂,通过185℃水热反应制备了CSs-N,利用氢氧化钾为活化剂,于800℃条件下活化制备了氮掺杂多孔碳材料(PCM-N)。利用SEM,TEM,BET比表面积,拉曼光谱,XRD,XPS和元素分析等技术对CSs-N和PCM-N进行表征,分析材料的表面形貌、孔隙、结晶度、键位组成以及元素组成。SEM和TEM图像显示PCM-N表面孔隙发达,TEM显示CSs-N是实心的,不再是空心结构。BET测试PCM-N比表面积达1600.67 m~2/g,远高于CSs-N。间歇吸附实验表明,PCM-N对Cr(Ⅵ)的最佳吸附p H为2。在p H为2,温度为25℃条件下,PCM-N对Cr(Ⅵ)的最大吸附量达402.9 mg/g,远超国内外同类材料。PCM-N对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合准二级动力学和Freundlich模型。再生吸附实验表明,PCM-N对Cr(Ⅵ)吸附具有较高的可重用性。鉴于PCM-N优良的性质和较高的重金属去除性能,因此,我们进一步将PCM-N用于水中磷元素的去除。利用间歇吸附实验测试了PCM-N对水中磷酸根的吸附性能。结果表明,PCM-N对磷酸根具有优异的吸附性能,间歇吸附实验表明,最佳吸附p H值为2。在25℃条件下,PCM-N对磷酸根的最大吸附量为62.11 mg/g,并且,随着温度升高吸附容量会进一步提高。该吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir模型。热力学计算表明,吸附是自发吸热的过程。再生实验表明,PCM-N对磷酸根具有较高的再生吸附性能。本研究利用葡萄糖经水热-活化法制备了一系列高性能吸附剂,结果表明吸附剂对水中Cr(Ⅵ)和P均具有较高的吸附能力和良好的再生吸附性能。本研究为制备高吸附容量、高可再生性的碳材料提供了一种新的思路和方法,同时为水土环境污染防治提供了新的理论和技术支撑。