玉米秸稈生物碳的制備及對(duì)鍶的吸附作用.pdf

1、低放核廢液的處理是環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域的熱點(diǎn)。吸附法因其操作簡便、設(shè)備簡單等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用。生物碳作為一種環(huán)境友好型吸附劑，在有機(jī)污染物、重金屬廢水處理中顯示優(yōu)勢(shì)，然而生物碳在核素的處理中的應(yīng)用卻尚未報(bào)道，且生物碳對(duì)核素的吸附性能以及作用機(jī)制尚不清楚。因此，本文以玉米秸稈為原料，采用分級(jí)式?jīng)_擊粉碎和限氧裂解法制備一系列不同粒徑（d50分別為9.31、20.26、60.77、71.07和101.90μm）和不同裂解溫度（100、350、50

2、0和700℃）的生物碳樣品，表征生物碳的組成成分和結(jié)構(gòu)特征，并考察了分級(jí)式?jīng)_擊磨結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行工藝參數(shù)對(duì)粉體產(chǎn)量的影響。以鍶為核素代表，模擬生物碳對(duì)核素鍶的吸附行為，重點(diǎn)研究了粒度對(duì)生物碳吸附的影響，旨在闡明生物碳吸附鍶的作用機(jī)制，為制備高效核素吸附劑提供理論參考。獲得主要結(jié)論如下:
　　(1)獲得了提高玉米秸稈粉體產(chǎn)量的分級(jí)式?jīng)_擊磨結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行工藝參數(shù):錘頭安裝方式為安裝上錘頭，打擊軌道與錘頭間距為5-7mm，打擊軌道高度為1

3、0cm;進(jìn)料方式為上進(jìn)料，系統(tǒng)流量為30.50m3/min，主機(jī)線速度為130m/s。
　　(2)闡明了裂解溫度和顆粒粒徑對(duì)生物碳吸附鍶的影響:裂解溫度由100℃升高至700℃時(shí)，吸附量呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，最佳裂解溫度為350℃左右;隨著粒徑的減?。?01.90至9.31μm），吸附容量增大1.74倍，吸附速率加快19.48倍。
　　(3)初步揭示了鍶在生物碳上吸附的主要位點(diǎn):有機(jī)組分中的含氧官能團(tuán)（-COOH、-OH）

4、與鍶發(fā)生絡(luò)合作用;無機(jī)礦物方英石結(jié)構(gòu)的二氧化硅與鍶發(fā)生沉淀作用。
　　(4)基本搞清了玉米秸稈生物碳吸附鍶的構(gòu)效關(guān)系:生物碳的臨界粒徑d50為40μm左右。低于該粒徑，吸附速率及飽和吸附量均指數(shù)提高;高于該粒徑，吸附速率及飽和吸附量基本不變。且吸附速率和吸附容量都與生物碳顆粒粒徑呈指數(shù)關(guān)系:y=A×e-x/B+C。當(dāng)y為吸附速率時(shí)，A=11.53，B=9.29，C=0.25;當(dāng)y為吸附容量時(shí)，A=18.49,B=13.57,C=1