不同表面活性剂修复PCBs污染土壤效果研究开题报告

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1. 研究目的与意义

人类的大量开采导致煤、石油焦等传统活性炭原料储量锐减，世界面临能源与环境危机。因此必须寻求一种绿色环保、低成本高功效和可持续发展的新能源来满足对能源日益增长的巨大需求。由于以生物质为原料制备的生物质炭具有无污染、高储量、可再生等特点，已成为最具发展潜力的新材料和新能源之一。生物质炭具有发达的孔隙结构，高的比表面积和丰富的表面官能团，这使生物质炭在能源与环境领域中有广泛的应用前景。

该实验使用水热炭化法制备生物质炭。由于水热炭化反应在水溶液环境下进行，省去了原有预干燥过程，而且在反应脱水过程中，生物质将释放出自身1 /3 的燃烧能，因此水热炭化具有高能效的特点; 水热炭化的水介质气氛有助于炭化过程中材料表面含氧官能团的形成，因此炭化产物一般含有丰富的表面官能团。此外水热炭化的设备简单，操作简便且生物质炭的产率较高。

生物质炭除具有高比表面积外，表面拥有丰富的官能团、大量的负电荷以及较高的电荷密度，因此对金属离子及有机化合物具有很高的吸附能力。本次实验旨在研究生物质炭对于二价铜离子的吸附效果。该研究对于含重金属离子的污水处理将发挥重要的作用。

2. 国内外研究现状分析

1. 国内研究现状

目前，关于生物炭对重金属吸附行为的研究还比较少，因此机理的阐述上还存在不同的意见．有研究认为，生物炭对重金属离子主要依靠表面吸附．生物炭具有较大的比表面积和较高表面能，有结合重金属离子的强烈倾向，因此能够较好地去除溶液和钝化土壤中的重金属．有学者研究了玉米秸秆燃烧物提取的生物炭对汞、砷、铅和镉离子的吸附，认为生物炭对重金属离子的吸附为亲合力极弱的非静电物理吸附，是可逆吸附，并且金属离子水化热越大，水合金属离子越难脱水，越不易与生物炭表面位反应．还有研究表明生物炭对pb 的吸附机制可以用表面配合吸附沉淀机制描述: 一方面，生物炭富含磷元素以及施用后使溶液ph 提高，导致pb 在富含磷酸盐和碳酸盐的环境下形成诸如pb3( co3)2( oh)2、β-pb9( po4)6等沉淀而降低pb 在溶液中的有效性; 另一方面，生物炭富含π 电子基团和含氧官能团，能直接从溶液中吸附pb2 ．

2. 国外研究现状

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

1. 利用水热液化法制备生物质炭

2. 预实验：利用上述方法制得的生物质炭吸附cu2

4. 研究创新点

探究利用水热液化法处理的生物质炭对于重金属的吸附效果。研究该方法是否具有可行性，并分析其与传统热解方法的区别。