畜禽粪便生物炭的二维红外光谱分析

发布时间：2021-04-06 10:17

　　生物炭作为一种新型的环境功能材料,由于其特殊的结构和理化性质,具有修复污染、改良土壤、固碳减排等多重环境效益,越来越受到人们的关注,已经成为一个新的研究热点。生物炭表面官能团的种类及分布,决定其理化性质。而热解温度和原料类型是影响生物炭官能团的两个重要因素。以鸡粪、牛粪和猪粪为原料,在不同温度（200～700℃）下热解制备畜禽粪便生物炭。在一维红外光谱分析的基础上,通过傅里叶变换红外光谱技术结合二维相关分析方法,揭示畜禽粪便生物炭的官能团随着热解温度升高的变化规律,为更好的研究生物炭的构效关系提供理论基础。结果表明:随着热解温度的升高,在3 600～2 800 cm^-1波段, 3种畜禽粪便生物炭的官能团变化主要体现在醇、酚—OH和脂肪族—CH₂峰减弱,其中,鸡粪生物炭的醇、酚—OH和脂肪族—CH₂峰变化最明显。此外,—OH峰的变化强度高于—CH₂并且先于—CH₂变化。在1 800～800 cm^-1波段,鸡粪、牛粪和猪粪生物炭受响应的特征峰数目分别为6, 5... 

【文章来源】：光谱学与光谱分析. 2020,40(11)北大核心EISCICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

生物炭的红外光谱图

图4(d, e, f)分别为JF, NF和ZF的等特征峰的相对峰强度变化趋势图, 与亚甲基的C—H变化相反, JF的芳环C—H逐渐升高, NF和ZF先减低, 在300 ℃后逐渐增加, 芳环稠化开始发生。 在整个热解过程中, JF和NF的羧基在300 ℃前均有上升, 这可能是在低温热解下部分含氧官能团向羧基转化, 之后被取代、 聚合而逐渐降低[20]。 相应的, JF和NF的C—O官能团在300 ℃之后均有增加, 在500 ℃之后因C—O开始生成醚类结构而降低[9]。 ZF在不断升温过程中, 持续降低, 其C—O含量在300 ℃之后也在持续增加。 此外, JF的芳环结构在500 ℃遭到显著破坏, 而NF和ZF在300 ℃就已经被破坏。图4 相对峰强度变化趋势图

相对峰强度变化趋势图


本文编号：3121266