【摘 要】
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为了减少水环境中雌激素的污染,采用水热炭化法(HTC)对蒙脱土(MMT)和谷壳生物质进行复合,得到生物炭蒙脱石复合材料(MMT/HC),再将其用KOH改性或不加改性,对17β-雌二醇(E2)和17α-乙炔雌二醇(EE2)进行了吸附去除。对原始MMT/HC进行不同KOH浓度的(1%、4%和8%)改性,得到改性后的生物炭蒙脱石复合材料(MMT/HC-K1,MMT/HC-K4和MMT/HC-K8)。本研
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为了减少水环境中雌激素的污染,采用水热炭化法(HTC)对蒙脱土(MMT)和谷壳生物质进行复合,得到生物炭蒙脱石复合材料(MMT/HC),再将其用KOH改性或不加改性,对17β-雌二醇(E2)和17α-乙炔雌二醇(EE2)进行了吸附去除。对原始MMT/HC进行不同KOH浓度的(1%、4%和8%)改性,得到改性后的生物炭蒙脱石复合材料(MMT/HC-K1,MMT/HC-K4和MMT/HC-K8)。本研究通过比表面积和孔径分析(BET)、傅里叶红外光谱分析(FTIR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、热重(TGA)、X射线衍射(XRD)等对比原始材料和改性后的材料的表面特征和内部特征,发现MMT/HC的比表面积相比较于原始谷壳水热炭(HC)增大5倍左右,但是它的热稳定性低于MMT;通过SEM和TEM分析可知,MMT/HC的材料表面形貌形态发生明显变化,但仍保留了MMT原有的层状结构;元素分析结果显示MMT/HC的碳含量低于HC而高于MMT,表明MMT与HC成功地结合在一起;此外,通过红外分析可知,HC和MMT可能以新形成的羰基键(C-O-H)结合。使用1%KOH改性的MMT/HC(MMT/HC-K1)具有最佳的吸附性能(E2:Q_m=138 mg/g,EE2:Q_m=69 mg/g),比HC的吸附量高约2倍;而且在较宽的pH范围内(3-8)仍保持较高的吸附量;动力学模型和等温学模型分别符合伪二级动力学和Langmuir等温吸附模型;在吸附解吸四个周期后,再生的MMT/HC-K1仍能保持了80%以上的初始容量;从两种低成本材料合成的复合材料对雌激素的吸附机理可以用疏水性作用、π-π键作用、静电相互作用和氢键相互作用。总而言之,MMT/HC-K1凭借较高的吸附能力和再生能力,可被认为是去除水环境中雌激素的一种具有竞争力的吸附剂。
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