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不同温度下制备花生壳生物炭的结构性质差异

发布时间:2020-05-11 00:14
【摘要】:热解温度是影响生物炭结构性质的重要因素。在200~700℃温度范围内,以花生壳为生物质原材料制备生物炭,并对生物炭的理化性质及结构组成进行表征,以期了解花生壳生物炭特征及其随热解温度变化的规律。结果表明,生物炭的产率随着温度的升高而减少,灰分和pH随着温度升高而增加。生物炭的C含量随着温度升高而增加,H元素含量却随着温度升高而减少。H/C随着温度的增加而减少。红外光谱分析表明,随着温度的升高生物炭的烷基基团减少,芳香化程度逐渐升高。500℃制备生物炭的K_2Cr_2O_7和KMnO_4氧化碳损失量最低,分别为18.6%和1.70%。X射线衍射分析表明,随着温度的升高,生物炭中草酸钙矿物分解消失,碳酸钙矿物形成。
【图文】:

热解温度,稳定性,生物炭,吸收峰


第6期李飞跃等:不同温度下制备花生壳生物炭的结构性质差异图1热解温度对生物炭稳定性的影响Fig.1Effectofpyrolysistemperatureonstabilityofbiochar2.4生物炭的表面官能团不同热解温度所制备的花生壳生物炭,其表面官能团存在一定差异,如图2红外光谱图所示,生物质及生物炭变化较明显的有3450cm-1、2952cm-1、2374cm-1、1718cm-1、1618cm-1、1076cm-1和875cm-1处的吸收峰。3450cm-1为酚羟基和醇羟基的特征峰,不同温度制备的生物炭在此处均有吸收峰,但随着温度的升高,该吸收峰逐渐减弱,说明生物炭中—OH基团随着温度升高而减少;在2952cm-1左右是烷烃中的C—H吸收峰,,随着温度的升高该吸收峰的强度减弱至消失,表明随温度升高生物炭烷基基团减少至消失,而生物炭的图2不同温度条件下制备生物炭的FTIR谱图Fig.2FTIRspectraofbiocharderivedfromdifferenttemperatures芳香化程度增强。2374cm-1左右为脂肪类C—H和C迨O振动吸收峰[18],200~500℃,随着温度升高该吸收峰逐渐减弱至消失,600~700℃该吸收峰增强,可能是由于随着热解温度的进一步升高,生物炭芳香化程度增强,其紊乱的无定型结构逐渐向有序的石墨化三维层状结构过度,在这个过程中引起一些基团分解断裂,使得本实验中HS700在2374cm-1处有较强的吸收峰。1718cm-1左右为羧基中C迨O伸缩振动吸收峰,随温度升高逐渐下降直至为零。1618cm-1附近为苯环类的特征吸收区[19],随着温度的升高该吸收峰逐渐增强,表明其芳香化程度增强,而高于500℃该吸收峰强度减弱。1076cm-1左右为木质素中—C—O和O—CH3吸收峰[20],只有HS和HS200在该处有吸收峰,可见,低温保?

谱图,生物炭,谱图,吸收峰


第6期李飞跃等:不同温度下制备花生壳生物炭的结构性质差异图1热解温度对生物炭稳定性的影响Fig.1Effectofpyrolysistemperatureonstabilityofbiochar2.4生物炭的表面官能团不同热解温度所制备的花生壳生物炭,其表面官能团存在一定差异,如图2红外光谱图所示,生物质及生物炭变化较明显的有3450cm-1、2952cm-1、2374cm-1、1718cm-1、1618cm-1、1076cm-1和875cm-1处的吸收峰。3450cm-1为酚羟基和醇羟基的特征峰,不同温度制备的生物炭在此处均有吸收峰,但随着温度的升高,该吸收峰逐渐减弱,说明生物炭中—OH基团随着温度升高而减少;在2952cm-1左右是烷烃中的C—H吸收峰,随着温度的升高该吸收峰的强度减弱至消失,表明随温度升高生物炭烷基基团减少至消失,而生物炭的图2不同温度条件下制备生物炭的FTIR谱图Fig.2FTIRspectraofbiocharderivedfromdifferenttemperatures芳香化程度增强。2374cm-1左右为脂肪类C—H和C迨O振动吸收峰[18],200~500℃,随着温度升高该吸收峰逐渐减弱至消失,600~700℃该吸收峰增强,可能是由于随着热解温度的进一步升高,生物炭芳香化程度增强,其紊乱的无定型结构逐渐向有序的石墨化三维层状结构过度,在这个过程中引起一些基团分解断裂,使得本实验中HS700在2374cm-1处有较强的吸收峰。1718cm-1左右为羧基中C迨O伸缩振动吸收峰,随温度升高逐渐下降直至为零。1618cm-1附近为苯环类的特征吸收区[19],随着温度的升高该吸收峰逐渐增强,表明其芳香化程度增强,而高于500℃该吸收峰强度减弱。1076cm-1左右为木质素中—C—O和O—CH3吸收峰[20],只有HS和HS200在该处有吸收峰,可见,低温保?

【参考文献】

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【二级参考文献】

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本文编号:2658113

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