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《中国地质大学(北京)》 2010年 硕士论文
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超临界CO_2萃取土壤中多环芳烃的研究

欧阳勋  
【摘要】: 超临界CO_2除具有超临界流体的一般性质外,还具有价格便宜、无毒、不易燃、无污染、容易循环利用等优点,其应用近年来受到人们普遍关注,目前在萃取分离、环境治理、化学工程、材料科学等许多领域都得到应用,具有广阔的发展前景。多环芳烃(PAHs)因其“致癌性、致畸性、致突变性”己成为危害人类健康的潜在危险物质。由于土壤是PAHs积累和迁移的重要介质,土壤中的PAHs也可通过地球化学循环进入水体和大气,因此对土壤中的PAHs检测和治理具有重要意义。本论文通过超临界CO_2流体萃取技术进行土壤中PAHs萃取实验研究,获取大量第一手试验参数条件,这对于丰富超临界混合流体热力学理论,拓宽超临界流体技术的应用,进而为超临界CO_2流体萃取应用于土壤修复领域提供依据和必要条件,具有十分重要的理论意义和应用价值。 论文通过设计单因素实验和正交实验,运用超临界CO_2流体萃取土壤中的PAHs,探讨了压力、温度、共溶剂以及土壤含水量等因素的影响作用,并对不同种类PAHs,进行了萃取条件的优化选择。 实验结果表明:(1)随着温度和压力的变化,PAHs的萃取浓度呈一定规律的变化,不同物质变化规律并不完全一致。在一定条件下,萘的萃取率随压力升高而增大,但萃取结构更复杂的荧蒽、苯并(b)荧蒽的浓度仅呈现轻微的变化。在10MPa和15MPa时,萘在60℃的萃出效率高于40℃,而10MPa时,荧蒽在60℃的萃出效率高于40℃,15MPa时,40℃时萃出效率高于60℃(2)甲醇对于几种PAHs如萘、苯并(b)荧蒽等的萃取,增溶效果比正己烷、甲苯要好。但正己烷作为共溶剂,能同时对8种PAHs都有效果。(3)在40℃、15MPa,甲醇为共溶剂的条件下,二苯并(a,h)蒽的萃取率达到83.98%,而以往常规方法在同样时间内难以达到。其次为蒽,在60℃,10MPa,甲醇为共溶剂的条件下,萃取率为65.80%,萘和苯并(b)荧蒽的萃取率接近,分别为49.76%和49.02%。(4)不同因素对于萘的萃取率的影响由大到小依次为压力,土壤含水量,共溶剂用量,温度。对于荧蒽的的影响由大到小依次为温度,压力,土壤含水量,共溶剂用量。


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