【摘要】：我國每年的油菜播種面積超過一億畝,然而產(chǎn)生大量的油菜秸稈被直接丟棄或者焚燒,這不僅造成了資源的浪費(fèi),同時也會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。當(dāng)前,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)藥的過量和重復(fù)使用給土壤和水體造成嚴(yán)重的污染,減少和控制農(nóng)藥的使用迫在眉睫。針對這一問題,本文選用農(nóng)業(yè)廢棄物-油菜秸稈為前驅(qū)體,磷酸為活化劑,在不同溫度下制備油菜秸稈活性炭對農(nóng)藥廢水有著很好的吸附,可以很好解決上述問題。以油菜秸稈活性炭為吸附劑,多菌靈為吸附質(zhì),研究油菜秸稈活性炭對溶液中多菌靈的吸附性能,探討其吸附機(jī)理,為減少農(nóng)藥的環(huán)境污染提供參考。本文主要工作如下:(1)選用油菜秸稈為前驅(qū)體,磷酸為活化劑,在不同溫度下(300℃、400℃、500℃、600℃)制備活性炭(Activated carbon x,ACx),然后利用無水甲醇和甲醛對樣品AC600進(jìn)行表面官能團(tuán)掩蔽改性,得到AC600-CGB和AC600-PGB。利用SEM、XRD、元素分析、FTIR、N_2吸附-脫附、XPS、pH_(pzc)測定、Raman以及Boehm滴定等分析手段對樣品的理化性質(zhì)進(jìn)行分析。結(jié)果表明,隨著熱解溫度的升高,活性炭樣品的極性指數(shù)、疏水性以及表面含氧官能團(tuán)總量都下降,而芳香性上升,熱解溫度過低,活性炭樣品的孔隙結(jié)構(gòu)未完全展開,而熱解溫度過高,樣品的孔隙結(jié)構(gòu)會倒塌或者交聯(lián)在一起。相比較而言,樣品AC400的比表面積和孔容都達(dá)到最大,分別為1490 m~2/g和1.17 cm~3/g。利用無水甲醇和甲醛對樣品AC600進(jìn)行改性,改性后成功得到掩蔽了目標(biāo)官能團(tuán)的兩種樣品AC600-CGB和AC600-PGB,同時相比于AC600其孔隙結(jié)構(gòu)基本沒有變化。(2)選擇多菌靈(Carbendazim,CBD)為目標(biāo)農(nóng)藥,利用油菜秸稈活性炭為吸附劑,考察了溶液初始pH對吸附的影響,結(jié)合吸附等溫線、吸附動力學(xué)模型、吸附熱力學(xué)模型以及雙模式模型對CBD在活性炭上吸附的機(jī)理進(jìn)行探討。結(jié)果表明,制備的樣品在初始5 min內(nèi)就能達(dá)到平衡吸附量的80%,證明此材料是一種理想的吸附劑且孔隙填充是活性炭樣品吸附CBD最重要的機(jī)理。K_d值與極性指數(shù)(O+N)/C原子比呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,表明活性炭樣品表面的豐富的極性官能團(tuán)抑制了CBD在樣品表面的吸附,同時K_d值與O/C原子比也呈負(fù)的極顯著性相關(guān)關(guān)系,進(jìn)一步表明疏水作用在CBD在活性炭樣品上的吸附重要吸附機(jī)制之一。當(dāng)初始pH小于3.0時,在吸附中占主導(dǎo)的吸附機(jī)理為靜電相互作用,初始pH大于4.0時,吸附受疏水作用、孔隙填充以及π-πEDA反應(yīng)等機(jī)理共同作用。CBD初始濃度不同,表面吸附作用和分配作用在樣品對CBD整體吸附中所貢獻(xiàn)的比例也不同,在低濃度時,表面吸附作用占主要的貢獻(xiàn),隨著濃度的逐漸增大,分配作用所占的貢獻(xiàn)也逐漸增大。(3)活性炭樣品對CBD的吸附受孔隙填充、表面吸附作用(靜電相互作用、疏水作用和π-πEDA反應(yīng)等)和分配作用三種機(jī)理共同作用,其中表面吸附作用在吸附中占主導(dǎo)地位。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X592;TQ424.1
【圖文】：

標(biāo)；趙元鳳等（趙元鳳等 2002）發(fā)現(xiàn)在大連的養(yǎng)殖海域?qū)τ袡C(jī)氯農(nóng)藥的富集作強(qiáng)。.2 水體中農(nóng)藥的危害農(nóng)藥匯集到水體后，首先可能會對水生生物產(chǎn)生中毒反應(yīng)，影響環(huán)境微生物的；其次，可能會在生物體內(nèi)富集從而進(jìn)一步威脅人類的健康。最后，有些有機(jī)能會進(jìn)入大氣中。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報道：楊志聰?shù)龋钪韭數(shù)?2007）研究了滴滴魚苗的急性毒性的研究，結(jié)果表明此農(nóng)藥對魚苗屬于劇毒性物質(zhì)；Fritschi 等ritschi et al 2005）調(diào)查發(fā)現(xiàn)在農(nóng)藥中暴露人群患淋巴瘤的風(fēng)險比一般人高出數(shù)Kaur 和 Dhanju（Kaur and Dhanju 2005）將農(nóng)藥接觸雌鼠，觀察到雌鼠卵巢持續(xù)。綜上所述，對環(huán)境中農(nóng)藥的去除變得刻不容緩。

圖 1-2 活性炭作為吸附劑的優(yōu)點(diǎn)Fig. 1-2 The advantages of activated carbon as an sorbent性炭的孔隙結(jié)構(gòu)活性炭由沒有石墨化非晶質(zhì)以及石墨化微晶組成的，所以活性炭被認(rèn)系。沒有石墨化非晶質(zhì)以及石墨化微晶之間相互連通形成期孔隙結(jié)構(gòu)和應(yīng)用化學(xué)學(xué)會（IUPAC）按照活性炭的直徑大小不同將其分成三類m 的稱為大孔活性炭、在 2 到 50 nm 之間的稱作中孔活性炭而小于 2活性炭；活性炭中各類孔是相互連通的，呈一種樹狀結(jié)構(gòu)，如圖 1-3

圖 1-3 活性炭孔隙結(jié)構(gòu)示意圖Fig. 1-3 Pore structure of activated carbon前驅(qū)體、活化劑、活化方式、活化溫度等不同都會不相同�；钚蕴靠椎男纬蛇^程主要包括以下幾種：有孔被擴(kuò)寬以及孔的坍塌。在吸附過程中，各種大不相同，大孔主要是目標(biāo)物質(zhì)（污染物）進(jìn)入活性一部分作用與大孔相同，是吸附劑進(jìn)入微孔的通道些不能進(jìn)入到微孔當(dāng)中的大分子吸附質(zhì)；微孔被稱位，決定著活性炭的吸附能力（解強(qiáng)等 2005）。的規(guī)定，吸附等溫線被劃分為 6 類，如圖 1-4 所示。在較低相對壓力下，吸附量快速上升，當(dāng) P/P0逐漸接況，Ⅰ型等溫線往往出現(xiàn)在微孔吸附劑（如分子篩）

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2790657