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生物炭作为一种稳定的吸附剂,已被逐渐应用于污水处理和土壤修复。然而,生物炭对有机污染物的去除机制及在工程应用中的可再生性却一直被忽视。本文研究了生物炭在对硝基苯酚(PNP)去除过程中的可再生性,并对降解机理进行了系统研究。实验利用200℃,350℃,500℃,700℃,1000℃ 5种不同热处理温度(HTTs)的生物炭(分别表示为R2,R3,R5,R7,R10)去除3种不同浓度的PNP(100 mg/L,200 mg/L,500 mg/L)。生物炭反复使用4次后,通过液相萃取区分吸附和降解。实验比较了反复利用和洗脱后再次利用过程中生物炭对PNP去除效果的变化情况以探究其可再生性。结果表明,生物炭对PNP的去除能力随HTT的升高而增强。综合反复利用中生物炭的可持续利用性,洗脱后生物炭对PNP的去除能力以及洗脱后生物炭的可持续利用性得出的可再生性强弱顺序为:R3>R2>R5>R7>R10,即中低温生物炭(R2,R3,R5)的可再生性高于高温生物炭(R7,R10)。液相萃取后,生物炭对PNP的总体液相去除效果得到了恢复,除R2的吸附和降解能力不变外,其他4种生物炭的吸附能力增强,而降解能力降低,且随HTT的升高,降低幅度增大。吸附能力的增强是由于反复利用和液相萃取中比表面积的增大,同时说明吸附位点的可再生性较强。而降解能力的降低说明生物炭降解能力的可恢复性较差,且随热裂解温度的升高,可恢复性降低。在对降解机理的研究中,本文首先对自由基降解途径进行了验证。生物炭中的自由基信号强度随HTTs的升高而先升高后降低,R5中自由基信号强度最高,而R10中无自由基信号。然而本实验体系中R5的降解能力低于R10,且自由基信号强度及类型在反复利用和洗脱后无明显变化,说明主导PNP降解的不是自由基机制,而是一种非自由基机制。在对非自由基机制的研究中,将PNP的降解与生物炭的得失电子能力、铁含量、表面元素含量、官能团信号强度及溶解性有机质(DOM)含量等可能与非自由基降解相关的因素关联,得出生物炭的降解能力与以上各因素均无相关关系,因此该机制既不是氧化还原机制,也不是铁-碳微电池机制,且生物炭的表面官能团、表面元素及DOM在降解中未发挥作用,应存在一种该研究范围以外的非自由基机制在PNP的液相降解中发挥主导作用。从总体上看,700℃下生产的生物炭最适合工程应用。本研究明确了非自由基降解的重要性,为生物炭的降解机理提出了新思路,为生物炭的工程应用提供了具有价值的建议,并为碳基吸附材料在有机污染物去除方面的评价和管理提供了理论基础。