能對污染物進(jìn)行快速吸附的生物炭

能對污染物進(jìn)行快速吸附的生物炭

生物炭是一種原料豐富、制備簡單、綠色友好的多孔吸附劑材料，在環(huán)境污染控制的工程應(yīng)用中頗具潛力。為了制備高性能生物炭吸附材料，研究者通過氮吸附法（BET測試）來觀察生物炭，并用多種手段來提升生物炭的孔隙數(shù)量，以期提升其對污染物的吸附容量。吸附容量成為大多研究中衡量生物炭吸附性能的唯一標(biāo)準(zhǔn)，卻鮮少有研究關(guān)注其對污染物的吸附平衡速率。

近日，湖南大學(xué)一位教授發(fā)表了一篇研究論文。其團(tuán)隊制備了一種多層級孔生物炭，能快速實現(xiàn)水體中有機(jī)污染物的吸附去除。通過氮吸附法（BET）觀察表明，多層級孔結(jié)構(gòu)是賦予其快速吸附平衡能力的關(guān)鍵，高石墨化程度能提升其吸附容量。研究揭示了生物炭材料的孔隙結(jié)構(gòu)與其吸附速率之間的關(guān)系，為進(jìn)一步制備高效的生物炭材料提供了基礎(chǔ)。

用氮吸附法（BET）對污染物的吸附形式觀察并進(jìn)行分析后，結(jié)果表明，帶明顯電荷的RHB和TC傾向于以單層吸附的方式實現(xiàn)吸附去除，而DCP傾向于多層吸附。

為了進(jìn)一步揭示HPB微觀結(jié)構(gòu)與其吸附性能之間的關(guān)系，該團(tuán)隊分別制備了Porous-B（高石墨化程度但非層級孔）和HPB-600（多層級孔但石墨化程度低）兩種材料用于對比，并對其單位比表面積的吸附能力進(jìn)行換算。結(jié)果表明，多層級孔結(jié)構(gòu)是賦予其快速吸附平衡能力的關(guān)鍵，高石墨化程度能提升其吸附容量。

此外，該研究還將HPB做成生物炭柱和生物炭包，以解決粉體材料難以回收的局限。兩種方式下，HPB均具有較好的吸附去除性能。

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