植物葉片碳化后結構與有機廢水凈化性能的關系

金民(蘇州市常熟環境監測站，江蘇 常熟 215500)

0 引言

活性炭廣泛應用于環境治理方面，在水環境、工業有機廢氣、室內空氣凈化和醫用口罩等有廣泛使用[1]，目前工業生產活性炭的主要來源于重油、煤炭和生物質，其中生物質炭由于生產過程較為清潔、成本低和性能優異受到了廣泛的關注[2]。

縱觀自然界可發現，自然界進化的結果已形成了豐富的納米孔結構，設想通過將生物碳化，即可獲得性能優異的碳材料[3]。本項目選擇3種植物葉片，通過SEM(掃描電鏡)觀察其碳化前后生物結構變化情況，通過TG(熱重)-DSC(熱流)分析植物碳化過程，測量碳化后葉片的比表面積，研究其碳化前后生物結構發生變化和碳化后得到的碳材料的吸附有機污染物的能力。

關節鏡微創手術松解攣縮帶治療臀肌攣縮癥目前已經成為廣受歡迎的一種微創手術方法［1～3］。但是關節鏡微創手術治療臀肌攣縮癥也有相關的并發癥會導致術后30 d內患者再次入院，深入了解再入院原因對預防和正確處理至關重要。目前對于再入院危險因素及原因國內外尚缺乏相關的研究報道。本文通過對關節鏡微創手術松解攣縮帶治療臀肌攣縮癥患者出院后非計劃再入院危險因素、原因及處理方法做一總結，為臨床工作提供依據。

1 原料與實驗

將采集的迎春葉、龍柏葉、毛鵑葉通過無水乙醇和5%的稀鹽酸多次洗滌后經高溫煅燒。植物葉片采集于常熟虞山，無水乙醇和鹽酸為分析純。

馬爾庫塞認為，馬克思與黑格爾理論的不同主要表現在二者對理論的闡述方式不同，即馬克思事實上完成了一種形而上學思考方式的變革，“馬克思理論的所有哲學概念都是社會的和經濟的范疇，然而，黑格爾的社會和經濟范疇都是哲學的概念。即使馬克思的早期著作也不是哲學著作。它們表述的是哲學的否定，盡管它們是用哲學的語言表述的。”［1］(P235)盡管如此，黑格爾的思想與馬克思主義并不是根本對立的，馬克思主義是黑格爾哲學的直接繼承者，二者之間的同一性在于他們都從理性中獲得了自己的力量，要求世界服從理性。

從龍柏葉的曲線圖中可以看出，第一階段在80℃到100℃左右，試樣中吸附的水分被蒸發；第二階段在220～350℃左右，有機質的分解；第三階段試樣碳化。從熱流曲線可以看出，在20℃到100 ℃左右有一個吸熱峰，植物當中的吸附水和少量結合水受熱蒸發；200～600℃是放熱峰，對應于生物模板的分解和碳的形成，600℃后產生吸熱現象，是碳的重結晶過程。從龍柏葉的SEM 照片和龍柏葉碳化后的照片可以看出，龍柏葉表面孔道結構被一層植物脂所覆蓋；經過碳化后的龍柏葉雜質基本消失，孔道結構清晰，經過碳化后的龍柏葉保留原本的孔道結構。

熱分析儀SDTQ-600型(美國TA 儀器)TG-DSC 聯用儀；日本日立公司S-4800掃描電子顯微鏡；美國麥克ASAP-2010比表面積檢測儀；日本島津UV 3600測定峰值618nm 時有機廢水凈化效果。

2 結果與討論

從迎春葉的TG-DSC 曲線圖中可以看出，樣品的失重約分為三個階段，第一階段在20～100℃左右，此階段試樣中吸附的水分蒸發；第二階段在250～450℃左右，試樣中有機質分解；第三階段到500℃，試樣碳化。從熱流曲線可以看出，在50℃到在100℃左右有一個吸熱峰，為植物的吸附水和少量結合水受熱蒸發而引起的；200～600℃是放熱峰，為生物模板的分解和碳的形成，600℃后產生吸熱現象，是碳的重結晶過程。從迎春葉和迎春葉碳化后的掃描電鏡照片可以看出，迎春葉表面孔道結構被一層植物脂所覆蓋；經過碳化后的迎春葉雜質則基本消失，孔道結構清晰，可以看出經過預處理碳化后的迎春葉可以在去除絕大部分雜質的情況下保留其原本的孔道結構。

“山東民營經濟35條“出臺后的第二天，濟南天橋區召開了全區民營企業家座談會，謝清森等十位民營企業家代表應邀參加，”營造平等準入、公平待遇的競爭環境，培植與民營經濟發展相適應的人才隊伍，這很重要，35條給我們指明了方向。”

從毛鵑葉的碳化曲線圖中可以看出，第一階段在50～100℃左右，試樣中吸附的水分被蒸發；第二階段在250～450℃左右，有機質分解；第三階段到500℃，試樣碳化。從熱流曲線可以看出，在50℃到在120℃左右有一個吸熱峰，吸附水和少量結合水受熱蒸發；200～600℃是放熱峰，對應于生物模板的分解和碳的形成，600℃后產生吸熱現象，是碳的重結晶過程。從毛鵑葉的SEM 照片和毛鵑葉碳化后的照片可以看出，毛鵑葉原模板表面孔道結構被一層植物脂所覆蓋；經過碳化后的毛鵑葉雜質則基本消失，孔道結構清晰，經過碳化后的毛鵑葉保留其原本的孔道結構。

利用物理吸附儀，以液氮為吸附質，對三種碳化后的葉片測試比表面積。迎春葉的比表面積最大為225m2/g，其次為毛鵑葉，比表面積為219m2/g，龍柏葉的最小為197m2/g，迎春葉和毛鵑葉表面都有大量的皺褶，龍柏葉上有較多的凸起顆粒。通過對有機廢水吸附試驗可知，迎春葉的最大吸附量是0.54g/g，毛鵑葉為0.52g/g，龍柏葉為0.48g/g，這與比表面積數值成正比關系。由此可見碳化后葉片的結構對吸附有機物的影響有直接關系，有助于選擇合適的植物進行碳化，獲得高性能活性炭。

3 結語

通過將自然中收集的植物葉片進行碳化，獲得碳化后葉片并進行結構與性能分析，得出一般性規律：碳化后的生物結構能保留原有形貌，表面的雜質對碳化過程有較小影響，植物的碳化溫度一般高于500℃；碳化后獲得的碳化葉片結構與吸附性能密切相關，該類材料有望應用于復雜成分的分離、催化劑的載體、污染物的吸附劑等領域。