植物叶片碳化后结构与有机废水净化性能的关系

金民(苏州市常熟环境监测站，江苏 常熟 215500)

0 引言

活性炭广泛应用于环境治理方面，在水环境、工业有机废气、室内空气净化和医用口罩等有广泛使用[1]，目前工业生产活性炭的主要来源于重油、煤炭和生物质，其中生物质炭由于生产过程较为清洁、成本低和性能优异受到了广泛的关注[2]。

纵观自然界可发现，自然界进化的结果已形成了丰富的纳米孔结构，设想通过将生物碳化，即可获得性能优异的碳材料[3]。本项目选择3种植物叶片，通过SEM(扫描电镜)观察其碳化前后生物结构变化情况，通过TG(热重)-DSC(热流)分析植物碳化过程，测量碳化后叶片的比表面积，研究其碳化前后生物结构发生变化和碳化后得到的碳材料的吸附有机污染物的能力。

关节镜微创手术松解挛缩带治疗臀肌挛缩症目前已经成为广受欢迎的一种微创手术方法［1～3］。但是关节镜微创手术治疗臀肌挛缩症也有相关的并发症会导致术后30 d内患者再次入院，深入了解再入院原因对预防和正确处理至关重要。目前对于再入院危险因素及原因国内外尚缺乏相关的研究报道。本文通过对关节镜微创手术松解挛缩带治疗臀肌挛缩症患者出院后非计划再入院危险因素、原因及处理方法做一总结，为临床工作提供依据。

1 原料与实验

将采集的迎春叶、龙柏叶、毛鹃叶通过无水乙醇和5%的稀盐酸多次洗涤后经高温煅烧。植物叶片采集于常熟虞山，无水乙醇和盐酸为分析纯。

马尔库塞认为，马克思与黑格尔理论的不同主要表现在二者对理论的阐述方式不同，即马克思事实上完成了一种形而上学思考方式的变革，“马克思理论的所有哲学概念都是社会的和经济的范畴，然而，黑格尔的社会和经济范畴都是哲学的概念。即使马克思的早期著作也不是哲学著作。它们表述的是哲学的否定，尽管它们是用哲学的语言表述的。”［1］(P235)尽管如此，黑格尔的思想与马克思主义并不是根本对立的，马克思主义是黑格尔哲学的直接继承者，二者之间的同一性在于他们都从理性中获得了自己的力量，要求世界服从理性。

从龙柏叶的曲线图中可以看出，第一阶段在80℃到100℃左右，试样中吸附的水分被蒸发；第二阶段在220～350℃左右，有机质的分解；第三阶段试样碳化。从热流曲线可以看出，在20℃到100 ℃左右有一个吸热峰，植物当中的吸附水和少量结合水受热蒸发；200～600℃是放热峰，对应于生物模板的分解和碳的形成，600℃后产生吸热现象，是碳的重结晶过程。从龙柏叶的SEM 照片和龙柏叶碳化后的照片可以看出，龙柏叶表面孔道结构被一层植物脂所覆盖；经过碳化后的龙柏叶杂质基本消失，孔道结构清晰，经过碳化后的龙柏叶保留原本的孔道结构。

热分析仪SDTQ-600型(美国TA 仪器)TG-DSC 联用仪；日本日立公司S-4800扫描电子显微镜；美国麦克ASAP-2010比表面积检测仪；日本岛津UV 3600测定峰值618nm 时有机废水净化效果。

2 结果与讨论

从迎春叶的TG-DSC 曲线图中可以看出，样品的失重约分为三个阶段，第一阶段在20～100℃左右，此阶段试样中吸附的水分蒸发；第二阶段在250～450℃左右，试样中有机质分解；第三阶段到500℃，试样碳化。从热流曲线可以看出，在50℃到在100℃左右有一个吸热峰，为植物的吸附水和少量结合水受热蒸发而引起的；200～600℃是放热峰，为生物模板的分解和碳的形成，600℃后产生吸热现象，是碳的重结晶过程。从迎春叶和迎春叶碳化后的扫描电镜照片可以看出，迎春叶表面孔道结构被一层植物脂所覆盖；经过碳化后的迎春叶杂质则基本消失，孔道结构清晰，可以看出经过预处理碳化后的迎春叶可以在去除绝大部分杂质的情况下保留其原本的孔道结构。

“山东民营经济35条“出台后的第二天，济南天桥区召开了全区民营企业家座谈会，谢清森等十位民营企业家代表应邀参加，”营造平等准入、公平待遇的竞争环境，培植与民营经济发展相适应的人才队伍，这很重要，35条给我们指明了方向。”

从毛鹃叶的碳化曲线图中可以看出，第一阶段在50～100℃左右，试样中吸附的水分被蒸发；第二阶段在250～450℃左右，有机质分解；第三阶段到500℃，试样碳化。从热流曲线可以看出，在50℃到在120℃左右有一个吸热峰，吸附水和少量结合水受热蒸发；200～600℃是放热峰，对应于生物模板的分解和碳的形成，600℃后产生吸热现象，是碳的重结晶过程。从毛鹃叶的SEM 照片和毛鹃叶碳化后的照片可以看出，毛鹃叶原模板表面孔道结构被一层植物脂所覆盖；经过碳化后的毛鹃叶杂质则基本消失，孔道结构清晰，经过碳化后的毛鹃叶保留其原本的孔道结构。

利用物理吸附仪，以液氮为吸附质，对三种碳化后的叶片测试比表面积。迎春叶的比表面积最大为225m2/g，其次为毛鹃叶，比表面积为219m2/g，龙柏叶的最小为197m2/g，迎春叶和毛鹃叶表面都有大量的皱褶，龙柏叶上有较多的凸起颗粒。通过对有机废水吸附试验可知，迎春叶的最大吸附量是0.54g/g，毛鹃叶为0.52g/g，龙柏叶为0.48g/g，这与比表面积数值成正比关系。由此可见碳化后叶片的结构对吸附有机物的影响有直接关系，有助于选择合适的植物进行碳化，获得高性能活性炭。

3 结语

通过将自然中收集的植物叶片进行碳化，获得碳化后叶片并进行结构与性能分析，得出一般性规律：碳化后的生物结构能保留原有形貌，表面的杂质对碳化过程有较小影响，植物的碳化温度一般高于500℃；碳化后获得的碳化叶片结构与吸附性能密切相关，该类材料有望应用于复杂成分的分离、催化剂的载体、污染物的吸附剂等领域。