陈化作用对生物炭理化性质及Pb(Ⅱ)吸附性能的影响研究

发布时间：2023-04-22 16:21

　　生物炭对土壤的改良具有益处,但对其陈化过程中理化性质的变化需要进一步的研究,尤其是在含氧官能团及吸附行为方面。本研究结合田间自然陈化方法与冻融循环,干湿交替,化学氧化三种室内人工陈化方法研究了生物炭在陈化过程中理化性质的变化。我们测定了陈化前后生物炭的扫描电子显微镜图像,比表面积等指标,对自然陈化前后生物炭物理化学性质随时间产生的变化进行了对比研究,对三种不同人工陈化处理前后生物炭的物理化学性质进行了分析,并研究了三种人工陈化处理后生物炭对Pb(Ⅱ)吸附能力变化,且结合物理化学性质的变化对吸附机制开展了探讨。主要结论如下:(1)将生物炭施加到土壤中的五年内,生物炭的比表面积并没有持续下降或增加,而是随时间波动。这种波动是由于孔结构的破坏和阻塞以及微孔的形成造成的。五年时间内,生物炭的表面氧含量和含氧官能团含量的增加,表明生物炭的陈化是从表面开始的,并且主要是一种以表面的界面性质变化为特征的现象。另外,碳含量随时间变化未表现出显著变化,表明了生物炭可以作为碳封存措施。随着时间的延长,含氧官能团和比表面积的增加是生物炭吸附能力产生变化的主要原因。(2)陈化过程会改变生物炭的理化性质,且变化...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及目的意义
    1.2 国内外研究概况
        1.2.1 人工陈化处理生物炭的研究
        1.2.2 自然陈化处理生物炭的研究
    1.3 研究目的及意义
第二章 研究内容与方法
    2.1 研究内容及技术路线
        2.1.1 研究内容
        2.1.2 技术路线
    2.2 试验区概况
    2.3 试验材料与方法
        2.3.1 试验材料
        2.3.2 试验方法
    2.4 指标测定
        2.4.1 表征指标的测定
        2.4.2 应用指标的测定
    2.5 模型拟合
        2.5.1 等温吸附模型
        2.5.2 动力学吸附模型
        2.5.3 吸附模型参数
    2.6 数据处理
第三章 五年田间试验下生物炭性质的变化
    3.1 结果
        3.1.1 扫描电子显微镜(SEM)
        3.1.2 比表面积(SSA)
        3.1.3 元素分析
        3.1.4 傅里叶红外光谱(FTIR)
        3.1.5 X射线衍射光谱(XRD)
        3.1.6 X射线光电子能谱(XPS)
    3.2 讨论
        3.2.1 生物炭的结构和比表面积随陈化时间的变化
        3.2.2 生物炭的元素含量随陈化时间的变化
        3.2.3 生物炭官能团随陈化时间的变化
    3.3 小结
第四章 三种人工陈化处理下生物炭性质变化
    4.1 结果
        4.1.1 扫描电子显微镜(SEM)
        4.1.2 pH
        4.1.3 元素分析和比表面积(SSA)
        4.1.4 傅里叶红外光谱(FTIR)
        4.1.5 X射线衍射光谱(XRD)
        4.1.6 X射线光电子能谱(XPS)
    4.2 讨论
        4.2.1 不同人工陈化处理下生物炭结构和比表面积的变化
        4.2.2 不同人工陈化处理下生物炭表面物相结构的变化
        4.2.3 不同人工陈化处理下生物炭元素含量的变化
        4.2.4 不同人工陈化处理下生物炭pH的变化
        4.2.5 不同人工陈化处理下生物炭官能团的变化
    4.3 小结
第五章 三种人工陈化处理下生物炭对Pb(Ⅱ)吸附能力变化及吸附机制探讨
    5.1 结果
        5.1.1 等温吸附实验
        5.1.2 动力学吸附实验
    5.2 讨论
        5.2.1 三种人工陈化处理下生物炭对Pb(Ⅱ)吸附行为的变化
        5.2.2 三种人工陈化处理下生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附机制探讨
    5.3 小结
第六章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
个人简历



本文编号：3797990