摘要 Environmental Surfaces and Interfaces
多环芳烃(PAHs)是一类广泛存在的环境污染物,主要源于碳质化石燃料(如煤炭、原油衍生物)及木材、纸张、垃圾、烟草等有机物质的不完全燃烧。其次,铝制品生产、催化裂化塔、机动车尾气排放等重要工业活动也会造成大量多环芳烃排放。萘作为最易检出的多环芳烃之一,对生物健康具有多重危害。目前废水处理中多采用物理化学法去除萘,吸附法因其低成本、易操作和环境友好性成为研究热点。本研究创新性地将活性香蕉生物炭引入聚乙烯醇(PVA)-二氧化硅纳米颗粒体系(PSAB),制备出一种新型膜状复合材料。通过傅立叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDX)等技术对复合材料进行了系统表征,探究PSAB的吸附剂量(2g/L)、接触时间(2h)、转速(160rpm)、初始萘浓度(20 mg/L)、温度(303K)、pH值等参数对吸附效果的影响,最终在优化条件下实现了99.549%的去除率。研究进一步通过Langmuir和Freundlich模型对吸附等温线进行数学建模。该复合材料凭借低成本、可生物降解、原料易得及高效去除等优势,展现出显著的废水处理应用潜力。
部分结果简述 Environmental Surfaces and Interfaces
香蕉皮经热解(673K)、碱处理(7M KOH)和酸处理(0.1M HCl)活化后,与5% PVA和0.5%纳米二氧化硅复合(PSAB),形成膜状吸附剂。通过SEM、FT-IR、TGA、接触角测量等手段系统分析材料特性。SEM显示材料具有多孔结构,FT-IR证实存在-OH等活性基团(3281.71 cm⁻¹)。
通过批量实验和模型优化,PSAB在投加量(1-4 g/L)、pH(2-10)、初始浓度(5-40mg/L)等参数影响,最优条件下去除率达99.549%,吸附容量达31.15 mg/g。
结论 Environmental Surfaces and Interfaces
本研究成功开发出一种新型聚乙烯醇-二氧化硅-活化生物炭膜状复合材料(PSAB),在吸附剂(PSAB)投加量2g/L、振荡速度160rpm、萘初始浓度20 mg/L、温度303K的批量式吸附实验中,对萘的最大去除率可达99.549%。研究数据符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型,热力学分析表明该吸附过程为自发的吸热物理吸附过程。通过Design Expert软件优化获得的最佳吸附参数为:吸附剂投加量2.65g/L、pH7.86、接触时间75.53min,该吸附剂具有高效、低成本、无毒等显著优势,展现出优异的吸附性能文章信息 Environmental Surfaces and Interfaces
Synthesis of activated biochar incorporated PVA-silica composite and its application in the adsorption of polycyclic aromatic hydrocarbons from wastewater
Poushali Chakraborty, Arkaprava Roy et al.
DOI:https://doi.org/10.1016/j.esi.2025.01.001
Environmental Surfaces and Interfaces 报道环境表界面相关的研究,重点关注环境污染控制过程中的表界面行为,包括气液、液-液、气-固、液-固、固-固和生物界面。本刊欢迎环境表面和界面相关的基础理论研究、仪器和方法的开发,以及其它相关的实验室和现场实验研究。
ESI由科爱与北京师范大学珠海校区合作运营,期刊主编由北京师范大学珠海校区敖志敏教授和阿德莱德大学王少彬教授担任。
期刊刊载主题(包括但不限于)
Advanced hetero-catalysis environmental functional materials
Nanobubble technology
Electro-chemistry
Bio interface in environmental-related processes
Colloid and interface chemistry
Surface adsorption and desorption
The interface process in engineered membrane and biological film
Theoretical calculation of surface/interface science
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