收藏本站
《浙江工业大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

黑碳的氧化改性及其对污染物的吸附行为研究

叶思聪  
【摘要】:黑碳(black carbon,BC)是由生物质和化石燃料不完全燃烧产生的颗粒,具有较强的污染物吸附能力。有研究表明,对黑碳进行氧化改性处理可使其表面化学性质和表面结构特性发生改变,从而显著影响其吸附性能。本文以松木为原料制备了黑碳,用不同浓度的硝酸对其进行氧化改性,并用红外分析、Boehm滴定、元素分析对其性质进行表征,改性黑碳的比表面积分别用N_2和CO_2吸附进行测定。选取四种具有不同极性的污染物(苯、硝基苯、苯甲醚和异丙苯)作为苯系物的代表,苯酚和Cd(Ⅱ)为重金属-有机物复合体系的代表,研究了硝酸氧化改性对BC性质和污染物吸附行为的影响。 首先,研究了不同浓度的硝酸氧化对黑碳组成和表面物理化学性质的影响。N_2吸附(77K)和CO_2(273K)吸附结果都表明氧化能显著减小BC的比表面积,并且CO_2的吸附和脱附曲线更能反应BC的孔特征。Boehm滴定的结果表明,氧化过程中BC引入了大量酸性含氧官能团,元素分析结果和傅里叶转换红外光谱分析测定的结果证明了这一结果。 其次,研究了改性BC对苯系物的吸附作用。结果表明:在硝酸的氧化过程中,BC的孔结构被摧毁,比表面积降低,提供给苯系物的吸附位点减少,这是导致苯系物吸附量降低的主要原因。此外,氧化改性为BC所引入的酸性含氧官能团使BC表面的亲水性和极性增强,因而通过氢键在表面结合大量水分子,堵塞微孔。这可能是导致苯系污染物的吸附量随氧化程度的增加而逐渐降低的另一个原因。苯环上取代基的性质对污染物吸附影响很大,加上氢键作用的影响,导致黑碳对四种苯系物吸附能力强弱的顺序为硝基苯苯甲醚苯异丙苯。 第三,研究了不同氧化程度BC对苯酚和Cd(Ⅱ)的单独吸附和竞争吸附影响。结果表明:单组份体系中,随着氧化程度的提高,黑碳对苯酚的吸附能力逐渐下降;而表面酸性含氧官能团的增加,使黑碳表面的配位能力增加,对Cd(Ⅱ)的吸附能力增强;苯酚与Cd(Ⅱ)共存时,由于两者的吸附相互独立,Cd(Ⅱ)存在对苯酚的吸附影响不大,但在Cd(Ⅱ)浓度较高时,由于空间效应,会略微抑制其吸附;而苯酚的分子半径较小,对Cd(Ⅱ)的影响甚微。
【学位授予单位】:浙江工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:X703

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘菲,王艳玲;毛细管气相色谱法测定矿坑水中的苯系物[J];地球科学;2000年05期
2 周建钟;王学利;曹华茹;毛燕;周国泉;;气相色谱法测定油漆稀释剂中的苯系物[J];环境科学与技术;2007年01期
3 吴开金;官新宇;官九红;陈涵;林冠烽;;硝酸改性对活性炭吸附性能的影响[J];福建林业科技;2009年04期
4 傅剑华;艾星涛;刘海生;韩东强;陈瓞延;马万云;;吹扫捕集-气相色谱分析海水和沉积物中的苯、甲苯、乙苯及二甲苯[J];分析化学;2005年12期
5 侯方;陈明;佟明友;;硝酸处理对活性炭性质的影响[J];化学与生物工程;2011年05期
6 管莲秀;李军平;魏伟;孙予罕;;疏水微/介孔材料的合成及其对苯及其同系物的吸附[J];化工进展;2008年09期
7 范延臻,王宝贞,王琳,余敏;改性活性炭的表面特性及其对金属离子的吸附性能[J];环境化学;2001年05期
8 潘静;黄毅;杨永亮;路国慧;吴学丽;王晓春;;沈阳地区地表水、浅层地下水及沿岸土壤中苯系物的污染分布[J];环境科学研究;2010年01期
9 何勇田,熊先哲;复合污染研究进展[J];环境科学;1994年06期
10 白树林,赵桂英,付希贤;改性活性炭对水溶液中Cr(Ⅲ)吸附的研究[J];化学研究与应用;2001年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 刘立柱;有机苯或酚类在碳纳米管上的吸附研究[D];黑龙江大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邱廷省,王俊峰,罗仙平;重金属污染土壤治理技术应用现状与展望[J];四川有色金属;2003年02期
2 方金武;宋晓艳;蔡昌凤;唐传罡;;炼焦煤煤粉对焦化废水的吸附特性研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2010年02期
3 伍昌年;郑力菲;汤利华;凌琪;黄丹;;改性粉煤灰在污水深度处理中的研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2011年06期
4 贺希娜;刘峰;;L-色氨酸发酵液的活性炭脱色工艺研究[J];安徽农学通报(上半月刊);2012年11期
5 王华;曹启民;桑爱云;杨安富;王汀忠;秦裕波;唐树梅;;超积累植物修复重金属污染土壤的机理[J];安徽农业科学;2006年22期
6 罗友进;王子芳;高明;;复合污染下土壤质量评价的生物学指标研究进展[J];安徽农业科学;2007年19期
7 郭宏栋;杨一青;周敏;张媛;童丹;陈慧;;黄河兰州段沉积物对DAP吸附特性研究[J];安徽农业科学;2007年31期
8 秦文弟;;应用土壤生物监测复合污染对土壤的交互作用[J];安徽农业科学;2008年05期
9 潘守奇;朱莉萍;孙军;董静;刘孟孝;;气相色谱法测定水果和蔬菜中嘧霉胺·氟硅唑·抑霉唑残留量[J];安徽农业科学;2008年17期
10 田帅;丁永祯;居学海;;玉米对重金属胁迫的响应及其在植物修复中的应用[J];安徽农业科学;2009年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李孝良;孙莉;于群英;;安徽省部分水稻土中氟含量及其影响因素研究[A];现代农业理论与实践——安徽现代农业博士科技论坛论文集[C];2007年
2 白洁;王永志;段慧珠;;重金属污染土壤的超积累植物修复技术及其机制研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
3 纪树兰;彭跃莲;任海燕;刘志鹏;崔成武;;表面活性剂-超滤膜对1,2-二氯乙烷的增溶与分离作用[A];中国膜科学与技术报告会论文集[C];2003年
4 谷晋川;张君;张蔓;叶春燕;;城市污水处理厂污泥制备吸附剂的物理和化学性质研究[A];四川省环境科学学会二〇一一年学术年会论文集[C];2011年
5 林燕华;王毅力;;载钛活性炭电极电吸附除铜的性能[A];中国化工学会2011年年会暨第四届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛论文集[C];2011年
6 张栩嘉;苏丽敏;赵元慧;;部分硝基芳烃与锌对发光菌的联合毒性及构效关系研究[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
7 阳陈;王正萍;张红雨;周宇翔;;HS-SPME-GC/MS法测定水中的邻苯二甲酸酯类化合物[A];有毒化学污染物监测与风险管理技术交流研讨会论文集[C];2008年
8 蔡利娟;范仲学;杜瑞雪;张斌;;植物积累耐受镉的差异及其机理研究进展[A];第二届重金属污染监测风险评价及修复技术高级研讨会论文集[C];2008年
9 孙长顺;奇庭;秦莉红;郭新超;刘新宇;;EDTA络合铜在天然膨润土上的吸附研究[A];第二届重金属污染监测风险评价及修复技术高级研讨会论文集[C];2008年
10 刘慧杰;舒为群;张学奎;梁志清;常青;江露;;育龄期妇女体内有机物成分的鉴定与分析[A];重庆市预防医学会2005年学术交流会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 马登军;重金属镉和铅对小白鼠红细胞及其相关靶器官作用的研究[D];河北大学;2009年
2 王桂芳;铝柱撑蒙脱石的制备、结构及其吸附性能研究[D];山东科技大学;2010年
3 陈平;烷基铵在蒙脱石层间的吸附及其对蒙脱石/烷基铵结构和凝胶性能的影响[D];山东科技大学;2010年
4 田立朋;单质硅粉氧化法制备二氧化硅溶胶及其应用特性研究[D];山东科技大学;2010年
5 周爱;蘸粘式光纤液体分析技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 孙刚正;羧甲基油酰壳聚糖的制备、性质及其对含油废水絮凝机理的研究[D];中国海洋大学;2010年
7 孙金香;氧化镁基活性炭复合材料的制备及其性能研究[D];中国海洋大学;2010年
8 肖知国;煤层注水抑制瓦斯解吸效应实验研究与应用[D];河南理工大学;2010年
9 郭艳平;鼠李糖脂作用下17α-炔雌醇在水/底泥中的迁移转化规律及生物有效性[D];华南理工大学;2010年
10 刘玉学;生物质炭输入对土壤氮素流失及温室气体排放特性的影响[D];浙江大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 于宝种;阳泉无烟煤对N_2-CH_4二元气体的吸附—解吸特性研究[D];河南理工大学;2010年
2 梁静;钛合金精密腐蚀加工工艺及机理研究[D];南昌航空大学;2010年
3 伍修锟;呼吸性煤尘物理化学特性的研究及应用[D];山东科技大学;2010年
4 罗娇赢;哈尔滨市城郊菜地土壤重金属污染的研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
5 隋丰阳;松嫩平原部分地区湖泊、泡沼藻类植物的初步研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
6 胡忠俊;大环江沿岸土壤重金属污染对当地植被及植物多样性的影响研究[D];广西师范学院;2010年
7 万伟;D5反胶束体系的制备及其在活性染料染色中的应用[D];浙江理工大学;2010年
8 郭桥生;活性碳纤维负载铁酞菁的制备及催化降解酚类化合物性能[D];浙江理工大学;2010年
9 马江雁;锰氧化物改性沸石(MOCZ)对罗丹明B和4-氯苯酚的吸附研究[D];郑州大学;2010年
10 王晓栋;超临界流体制备负载型催化剂的研究[D];郑州大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨苏才;南忠仁;曾静静;;土壤重金属污染现状与治理途径研究进展[J];安徽农业科学;2006年03期
2 胡伟,魏复盛,Jim ZHANG;空气污染与呼吸系统疾病对儿童肺功能的交互影响[J];安全与环境学报;2004年06期
3 杨娇萍,田艳红;FeCl_3-CO_2体系改性活性炭的研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);2005年02期
4 张宁;周冬兰;朱瑜;;Ni/CNTs催化剂的制备及其对甲醇气相羰基化反应的催化性能[J];催化学报;2006年07期
5 秦匡宗,张秀义,劳永新;干酪根的X射线衍射研究[J];沉积学报;1987年01期
6 杨明平,付勇坚,黄念东;硝酸氧化改性活性炭处理含铬废水的研究[J];材料保护;2004年09期
7 王保军,杨惠芳;微生物与重金属的相互作用[J];重庆环境科学;1996年01期
8 李炳华;陈鸿汉;何江涛;刘菲;;长江三角洲某地区浅层地下水单环芳烃污染特征及其原因分析[J];中国地质;2006年05期
9 钟佐燊,汤鸣皋,张建立;淄博煤矿矿坑排水对地表水体的污染及对地下水水质影响的研究[J];地学前缘;1999年S1期
10 郭坤梅,马毅杰;几种粘土矿物对Pb~(2+)的吸附作用及其主要影响因素的探讨[J];地质地球化学;1997年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 郭亚萍;活性炭电吸附处理水中氯仿的研究[D];东北师范大学;2002年
2 刘成;粉末活性炭在微污染源水处理中的应用研究[D];西安建筑科技大学;2004年
3 王汉卫;改性纳米碳黑在修复重金属污染土壤中的应用研究[D];山东师范大学;2009年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 燕生,王耆;黑碳和碳循环[J];国外科技动态;1999年05期
2 娄淑娟,毛节泰,王美华;北京地区不同尺度气溶胶中黑碳含量的观测研究[J];环境科学学报;2005年01期
3 汤洁,温玉璞,周凌晞,祁栋林,郑明;中国西部大气清洁地区黑碳气溶胶的观测研究[J];应用气象学报;1999年02期
4 秦世广,汤洁,温玉璞;黑碳气溶胶及其在气候变化研究中的意义[J];气象;2001年11期
5 王明瑞;SMJ黑碳化硅晶体微粉磨料研制成功[J];陕西煤炭技术;1998年04期
6 余向阳;张志勇;张新明;刘贤金;;黑碳对土壤中毒死蜱降解的影响[J];农业环境科学学报;2007年05期
7 ;黑碳,又一个气候“捣蛋鬼”[J];恋爱婚姻家庭(养生);2010年03期
8 王允周;高学鲁;杨玉玮;;四十里湾附近海域柱状沉积物中的黑碳研究[J];海洋环境科学;2011年04期
9 郑安桥;苏亚欣;赵敬德;;黑碳气溶胶研究现状[J];能源环境保护;2007年05期
10 程海燕;邱宇平;黄民生;盛光遥;;黑碳的表面化学研究进展[J];上海化工;2006年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 趙竹子;曹軍驥;朱崇抒;劉隨心;;藏東南冬夏季大氣黑碳氣溶膠的濃度變化特徵[A];第七届海峡两岸气胶技术研讨会暨第二届空气污染技术研讨会论文摘要集[C];2010年
2 曹军骥;;黑碳及其环境效应[A];第七届海峡两岸气胶技术研讨会暨第二届空气污染技术研讨会论文摘要集[C];2010年
3 荊俊山;高樅亭;張仁健;;北京PM_(2.5)及氣溶膠光學特性的觀測研究[A];第七届海峡两岸气胶技术研讨会暨第二届空气污染技术研讨会论文摘要集[C];2010年
4 刘宏剑;;上海地区黑碳污染物特征及其源分布研究[A];第28届中国气象学会年会——S9大气物理学与大气环境[C];2011年
5 赖鑫;卞林根;汤洁;逯昌贵;马永锋;;第四次北极科考航线上臭氧和黑碳等的观测分析[A];第28届中国气象学会年会——S6冰冻圈与极地气象学[C];2011年
6 李杨;曹军骥;张小曳;车慧正;刘随心;;西安大气中黑碳气溶胶的演化特征[A];中国颗粒学会2004年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会会议文集[C];2004年
7 刘艳菊;张美根;张仁健;陈红岩;张婷婷;;2009年春季大气PM_(2.5)、黑碳和有机碳浓度变化特征[A];第十届全国气溶胶会议暨第六届海峡两岸气溶胶技术研讨会摘要集[C];2009年
8 王庚辰;孔琴心;任丽新;顾志芳;耶米列柯A;;北京地区大气中的黑碳气溶胶及其变化特征[A];中国颗粒学会2002年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会会议论文集[C];2002年
9 陈虹;全燮;;全氟辛烷磺酸(PFOS)在黑碳上的吸附行为[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年
10 郑珍芝;邱宇平;盛光遥;;环境黑碳吸附阴阳离子染料的行为研究[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报首席记者 任荃;黑碳,又一个气候“捣蛋鬼”[N];文汇报;2009年
2 任云 陈凤娥 李庆;“黑碳素”的崛起之路[N];中国有色金属报;2001年
3 李欣 编译;为了我们呼吸的空气[N];中国气象报;2009年
4 李晓明;南亚黑碳排放加速青藏高原冰川融化[N];地质勘查导报;2010年
5 记者 苏稻香通讯员 杨绮薇;珠三角灰霾天去年超过100天[N];南方日报;2008年
6 刘宇;率先发展低碳经济[N];山西日报;2007年
7 许黎 李灿;大气气溶胶及其气候环境效应[N];中国气象报;2003年
8 李富永;大城市不该纵容放鞭炮[N];中华工商时报;2009年
9 李晔;探秘“棕色云”———我国科学家联手出击[N];中国气象报;2002年
10 徐 娜;阳光减弱谁之过[N];大众科技报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 蔡婧;城市个体黑碳暴露特征与儿童呼吸道健康效应关系研究[D];华东理工大学;2013年
2 崔昕毅;黑碳对沉积物中疏水性有机物的生物富集、降解与基因毒性的作用机制[D];浙江大学;2010年
3 赵肖奕;北京市黑碳及PM_(2.5)对代谢综合征患者心血管健康影响的临床及机制研究[D];北京协和医学院;2014年
4 陈颖军;家用蜂窝煤燃烧烟气中碳颗粒物和多环芳烃的排放特征[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2004年
5 余向阳;黑碳对农药在土壤中的吸附/解吸行为及其生物有效性的影响[D];西北农林科技大学;2007年
6 陈虹;石油烃在土壤上的吸附行为及对其它有机污染物吸附的影响[D];大连理工大学;2009年
7 李娟;中亚地区沙尘气溶胶的理化特性、来源、长途传输及其对全球变化的可能影响[D];复旦大学;2009年
8 曹贤洁;兰州地区气溶胶辐射特性观测研究[D];兰州大学;2010年
9 李建忠;典型内分泌干扰物在土壤中迁移转化规律研究[D];清华大学;2013年
10 陈斌;利用卫星和AERONET观测资料对东亚地区吸收性气溶胶识别及其光学特征分析[D];兰州大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘燕萍;黑碳添加对土壤有机碳分解的影响[D];福建师范大学;2011年
2 李芳芳;黑碳添加对亚热带森林土壤氧化亚氮排放及氮淋失的影响[D];福建师范大学;2012年
3 程珊蓉;大气黑碳气溶胶监测系统的软件设计[D];南京信息工程大学;2012年
4 安林昌;单颗粒黑碳测量仪的标定及其在天津武清和北极地区的应用[D];中国气象科学研究院;2011年
5 郑珍芝;黑碳对离子型污染物的吸附行为研究[D];浙江工业大学;2010年
6 孙海波;中国地区黑碳与沙尘气溶胶的数值模拟研究[D];南京信息工程大学;2013年
7 李淑香;黑碳添加对土壤有机碳组分的影响[D];福建师范大学;2012年
8 阮楚琪;黑碳的氧化改性及其对芳香污染物吸附行为的研究[D];浙江工业大学;2013年
9 王曦;城市林业土壤黑碳含量及对多环芳烃分布的影响[D];南京林业大学;2012年
10 邢洁;北极考察沿线黑碳气溶胶的含量及分布特征[D];中国科学技术大学;2014年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026