酚類化合物由于高毒性和在環境中的潛在積累而被列為優先污染物,同時,酚也是一種致癌物?;瘜W、醫藥等產業排放的大量含酚工業污水處理不達標后對環境造成了嚴重的污染。C. G. Lee等研究者在700 ℃條件下成功合成的基于食物垃圾的生物炭(FWC),具有高比表面積、豐富的多孔結構,FTIR數據表明,生物炭表面含有甲基、羧基和羥基等官能團,同時具有芳香結構。
通過均相單層吸附過程,對苯酚的吸附容量為(14.61±1.38)mg/g。N. A. S. Mohammed等將松果殼(PFS)生物質在3種不同溫度(350、450、550 ℃)下緩慢熱解1 h制得的生物炭,進行批次實驗吸附污水中的苯酚,結果表明,生物炭表面負電荷豐富,該吸附過程受溶液pH的影響較大:高pH時,由于陰離子形式的酚和生物炭表面之間以及溶液中酚鹽和酚鹽陰離子之間的靜電排斥作用使吸附容量降低。此外,苯酚陰離子更易溶于水溶液,這使水和苯酚陰離子之間的相互作用更強;當pH為2~6.5時,未解離的苯酚穩定并且高度分散,這使更多的苯酚分子吸附在生物炭表面上,pH=6.5時發現吸附量為26.738 mg/g。S. Fitzgerald等在704 ℃下氣化15 min獲得的豬糞生物炭(GMC)可用于吸附污水中的甲酚。糞便中的氨可能有助于生成更多的堿性官能團,表面上存在的堿性官能團和羧基促進了甲酚在生物炭表面的化學吸附,甲酚結合生物炭表面基團進入GMC的孔結構。吸附容量分別為7.63 mg/g(25 ℃)、14.99 mg/g(35 ℃)、14.84 mg/g(45 ℃)。
生物炭表面豐富的負電荷點和官能團使得生物炭對酚類體現出了良好的吸附效果。生物炭與其他材料復合后吸附性能的提高為含酚污水的治理提供了另一種選擇,在進一步的研究中需關注制備高去除率的生物炭復合材料。
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