功能性多孔炭材料在突發(fā)性環(huán)境污染事故中的應(yīng)用

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1、萬方數(shù)據(jù)第24卷第4期2007年12月新型炭材料NEWCARBoNMATERIAI．SV01．24No．4Dec．2007文章編號(hào)：l007-8827(2007)04J0295JD7功能性多孑L炭材料在突發(fā)性環(huán)境污染事故中的應(yīng)用姜春明1，張宏哲1，張海峰1，趙永華1，袁紀(jì)武1，郭秀云1，邱介山2(1．中國(guó)石油化工股份有限公司青島安全工程研究院化學(xué)品安全控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東青島26607l；2．大連理工大學(xué)炭素材料研究室，遼寧大連116012)摘要：多孔炭材料具有比表面積大、孔結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)等優(yōu)點(diǎn)，是應(yīng)急處理泄漏油

2、品、有毒化學(xué)品和廢水的理想吸附劑。通過對(duì)多孔炭材料作為吸附劑在突發(fā)性環(huán)境污染事故中的應(yīng)用研究進(jìn)行了歸納和總結(jié)，對(duì)多孔炭材料在突發(fā)性環(huán)境污染事故中的應(yīng)用前景及未來工作進(jìn)行了評(píng)述和展望。討論了突發(fā)性環(huán)境污染事故應(yīng)急處置過程巾基于多孔炭材料的合理技術(shù)路線和工藝條件，指出研發(fā)新型功能性多孔炭材料及做好基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的積累是今后研究工作的努力方向。關(guān)鍵詞：多孔炭材料；突發(fā)污染事故；應(yīng)急處置；泄漏中圖分類號(hào)：TQ127．1+1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A●—】』_I——1-●．【日U舌自20世紀(jì)60年代以來，世界范圍內(nèi)已發(fā)生多起突發(fā)性的環(huán)境污

3、染事故，如1986年萊茵河污染事故、2000年多瑙河污染事故和2005年松花江污染事故等¨．2J。這些環(huán)境污染突發(fā)性事件不僅造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且給環(huán)境、人類健康、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來了巨大的災(zāi)難。因此，對(duì)突發(fā)環(huán)境污染事故的應(yīng)急處置引起了世界各國(guó)政府的高度重視。人們除了積極開展如何防止及預(yù)測(cè)預(yù)警突發(fā)性環(huán)境災(zāi)難事故發(fā)生外【3，4J，還開展了對(duì)泄漏的危險(xiǎn)化學(xué)品及廢水的應(yīng)急處置技術(shù)研究b刁】，為政府決策、技術(shù)措施的實(shí)施提供了技術(shù)支撐和保證。多孔炭材料具有耐熱、耐腐蝕、抗輻射、無毒害、不會(huì)造成二次污染、可再生重復(fù)使

4、用等特點(diǎn)。以多孔炭材料為吸附劑，對(duì)陸地泄漏物和水中泄漏物的應(yīng)急處置研究近年來逐漸引起人們的關(guān)注[8-11]。在突發(fā)性環(huán)境污染事件應(yīng)急處置中，主要是利用多孔炭材料優(yōu)異的吸附性能。目前應(yīng)用的多孑L炭材料主要有：活性炭、膨脹石墨、炭分子篩、炭納米纖維、碳納米管等。已有的研究證實(shí)，多孑L炭材料不僅對(duì)水中溶解的有機(jī)物，如苯類化合物、酚類化合物、石油及石油產(chǎn)品等具有較強(qiáng)的吸附能力，而且對(duì)于用生物法及其他方法難以去除的有機(jī)物的色度、異臭異味、表面活性物質(zhì)、除草劑、農(nóng)藥、合成洗滌劑、合成染料、胺類化合物以及許多人工合成的有機(jī)化

5、合物都有較好的去除效果。這些結(jié)果表明，多孑L炭材料在突發(fā)性環(huán)境污染事故應(yīng)急處置方面的應(yīng)用具有巨大的潛力和誘人的前景。2多孔炭材料的特點(diǎn)及性能多孔炭材料的孔結(jié)構(gòu)高度發(fā)達(dá)，具有大的比表面積，由此產(chǎn)生的優(yōu)異吸附性能是多孔炭材料吸附最明顯的特征之一¨引。與黏土、珍珠巖和天然沸石等吸附劑相比，炭質(zhì)吸附劑材料的特點(diǎn)是一引：(1)炭材料是非極性的吸附劑，選擇吸附能力可在一定程度上加以調(diào)變；對(duì)炭材料表面進(jìn)行化學(xué)改性，可以改善或增強(qiáng)其對(duì)極性物質(zhì)的吸附能力；(2)炭材料是疏水性的吸附劑，在有水或水蒸氣存在的情況下仍能發(fā)揮作用；(3

6、)炭材料孔徑分布廣，能夠吸附分子大小不同的物質(zhì)，其選擇吸附性能較差；(4)炭材料自身具有一定的催化能力；(5)炭材料的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性優(yōu)于硅膠等其他吸附劑；(6)炭材料不但適用于吸附陸地泄漏物，亦可用于吸附水體泄漏物；而且用于水上除油時(shí)，吸附后不會(huì)下沉。收稿日期：2007-10m8；修回日期：2007一12旬3基金項(xiàng)目：中國(guó)石化集團(tuán)基金(807030)和“十一·五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目(2006BAKolAl5)。。通訊作者：張宏哲，博士。E—majl：zll徹gIlongzhe@qdfi∞．com．c

7、n；邱介山，教授，博士生導(dǎo)師。E-m枷：iqiu@dlut．edu．cn．·作者簡(jiǎn)介：姜春明(1962一)，男，山東人，副總工程師，高級(jí)工程師，主要從事石油化工過程安全、化學(xué)事故應(yīng)急處置技術(shù)和功能性炭素材料研究。F懿：+86-532-83786550．萬方數(shù)據(jù)·296·新型炭材料第22卷與木纖維、玉米桿、稻草、木屑等材料相比，多孔炭材料能夠選擇性地吸附油品，吸附的泄漏物可以通過解吸再生回收使用，解吸后的炭材料可重復(fù)使用。與聚氨酯、聚丙烯和有豐富網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)的樹脂等吸附材料相比，多孔炭材料的價(jià)格相對(duì)便宜，且吸附容量

8、較大。經(jīng)化學(xué)改性處理后，炭材料能夠選擇性地吸附經(jīng)化學(xué)改性處理或能與水互溶的化合物，具有耐熱、耐腐蝕、抗輻射、無毒害、不會(huì)造成二次污染等突出特點(diǎn)。3多孔炭材料在突發(fā)性環(huán)境污染事故中的應(yīng)用3．1多孔炭材料在溢油事故中的應(yīng)用溢油污染是當(dāng)今世界面臨的一個(gè)嚴(yán)峻問題。據(jù)聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)估計(jì)，因井噴失控、火災(zāi)爆炸、海難、海(水)上溢油等事故注人海洋的油量達(dá)10萬噸／年，嚴(yán)重威脅著人類的生