生物碳质吸附剂对水中有机污染物的吸附作用及机理

以松针为生物质代表，通过控制不同炭化温度（100～700℃），制备了一系列生物碳质吸附剂，表征了其结构和表面特征；以4-硝基甲苯为目标，探讨吸附剂在水中对有机污染物的吸附性能、机理及与其结构特征之间的定量关系，为制备经济高效吸附剂和预测其吸附性能与机制提供理论依据．结果表明，生物碳质吸附剂的芳香性随炭化温度的升高而急剧增加、极性指数（（N＋O）/C）则急剧降低，逐渐从“软碳质”过渡到“硬碳质”，同时其比表面积则迅速增大．生物碳质吸附剂对水中4-硝基甲苯具有强的吸附能力，等温吸附曲线符合Freundlich方程，N指数和1gKf与其芳香性呈良好的线性关系．定量描述了分配作用与表面吸附对生物碳质总的吸附作用的贡献．表面吸附的贡献量随炭化温度升高而迅速增大，表面饱和吸附量与吸附剂的比表面积呈良好的线性正关系；硬碳质吸附剂的最大表面吸附量（Qmax，SA）与理论计算值（2．45μmol／m^2）相当，而软碳质吸附剂的Qmax．SA值则高于理论值．生物碳质的分配作用（Kom）取决于分配介质与有机污染物的“匹配性”和“有效性”，Kom值随（N＋O）/C降低呈现先升高后降低的趋势．