水环境中微污染物污染现象日趋严重,对生态系统和人体健康造成严重影响。因此,发展高效、简便的微污染物水处理技术是我们目前面临的一项紧迫任务。
以可再生、无毒害的天然资源为原料,开发环保、低成本的制备碳纤维的工艺具有十分重要的意义。生物质是指可再生或可循环的有机物质,包括专用的能源作物与林木、各种水生植物、草、粮食作物和饲料作物残留物及废弃物等。若将各类废弃物有效地加以利用,变废为宝,不仅能解决农业废料污染化的问题,达到以废治废的目的,而且还能拓宽生物质基碳纤维新材料的原料来源。
而以生物质作为原材料制备的生物质基碳纤维不仅价格低廉、无污染,且继承了碳纤维具有的比表面积大、电子传导性优良以及吸脱附性能好等优点。
本项目拟以水环境中常见微量污染物抗生素高效去除为研究对象,以废弃的竹子为原材料。针对抗生素微污染物的特点,设计和构筑具有高效去除降解目标微污染物的竹基生物质碳材料,用于模拟污染水体中康生物有机物的高效去除。
通过单因素实验,考察了温度、pH和强电解质等因素条件对污染物吸附量的影响。研究了不同吸附温度下的吸附等温式和动力学模型,对整个吸附过程和机理进行探讨。并考察位阻效应和碳材料的孔径结构等因素对整个吸附过程的影响,最终对材料进行优化,探讨应用于实际污染水体的可能性。
通过本项目研究,为新型功能性纳米复合材料的界面结构设计及其在处理微污染物的研究提供理论依据和试验资料。也将一定程度拓展碳材料在水处理技术领域的应用,同时也会一定程度完善和丰富多功能复合材料在新兴微污染物的水处理技术领域的应用。对于新兴吸附材料以及水处理组合技术协同增效去除水体中新兴微污染物的发展提供新的技术手段和思路。